pH応答性炭酸アパタイトナノ粒子を用いたES細胞の分化制御

使用 pH 响应性碳酸盐磷灰石纳米粒子控制 ES 细胞分化

• 批准号: 11F01350
• 负责人: 赤池 敏宏
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01350/
• 关键词: 炭酸アパタイトナノ粒子; pH応答性ナノ粒子; 制癌剤のドラッグデリバリー; ドキソルビシン; E-カドヘリン-Fcキメラタンパク; ソノーティング効果; iPS細胞の非ウィルス的作製法; Si-RNAデリバリー; 炭酸アパタイト; ES/iPS細胞; si-RNAデリバリー; E-カドヘリンFcキメラタンパク質; 細胞用まな板; Cell-Cooking Plate; 細胞認識性マトリックス; ES細胞; siRNA; ドキソルビシン-炭酸アパタイトナノ粒子複合体

大阪大学医学部一消化器外科グループとの共同研究で炭酸アパタイト微粒子を200～300nmサイズ以下にまで微細化させることに成功し、これらのナノ粒子の調整時に加えられたドキソルビシン(Dox)や各種DNA、siRNAが定量的に担持されること、さらにそれらのナノ粒子が既に報告済みのpH応答的崩壊と包摂分子の細胞(リボソーム)内放出を示すことを定量的に確認した。これらの①取り込み②細胞内挙動③生理活性発現メカニズム④放出カルシウムの細胞外排出等のプロセスの解析も行った。消化器がん治療等の臨床において使用されるドキソルビシン(DOX)包摂の炭酸アパタイトはin vitro細胞内での取り込みと迅速なpH応答性、分解・放出を経てフリーなDOXの投与の場合より圧倒的に効率的に腫瘍を縮小させ延命効果を発揮させた。(Nature Co㎜unication再審査中)また当研究室(S. Hossainグループ)のもう一つの独創的技術であるカドヘリンキメラタンパク、各種合成糖質高分子等々の新規の細胞接着用マトリックス設計論(マトリックス工学)を応用し、ips細胞作製に通常用いられるマウス胎児繊維芽細胞に対して炭酸アパタイトナノ粒子による遺伝子導入を試みた。細胞マトリックスの一種であるフィブロネクチンをコートした炭酸アパタイトナノ粒子を用いると、遺伝子導入の従来のいかなる方法よりも効率的にips細胞を作成することが出来た。次に当研究室で設計・開発されたE-カドヘリン―Fcキメラタンパク質をコートしたディッシュに前述の成功裏に出現したips細胞コロニーを移し替え、E-カドヘリン―Fcマトリックスのソーティング効果を検討した。E-カドヘリンを発現するiPS細胞のみが接着および増殖した。これはiPS細胞にマトリックス工学を応用した細胞ソーティングの最初の成功例となった。

在大阪大学的胃肠道外科小组的联合研究项目中，我们成功地将碳酸盐磷灰石微粒精制成200-300 nm或更少，并定量证实，阿霉素（dox）（dox），在这些纳米小区域的准备过程中添加了各种DNA和sirna，以前是这些纳米培养基，这些纳米构成了这些ninopertions supportions suptertiend support ninan and ninan and ph ph ph ph ph ph ph ph ph ph ph ph shisemart and ph ph ph。细胞中包含分子的破坏和释放（核糖体）。这些过程，例如：1）摄取，2）细胞内行为，3）生物活性和4）释放钙的细胞外排泄也被分析。阿霉素（DOX）含有碳酸盐磷灰石，用于临床实践，例如胃肠道癌治疗，经过体外摄取，快速pH反应性以及分解和释放，导致比供电的dox造成更有效的肿瘤减少和延长效果。 （正在审查的自然通信）我们还应用了来自实验室（S. Hossain组）的另一项原始技术，以设计用于细胞粘附的新型矩阵（矩阵工程），例如钙粘蛋白嵌合蛋白和各种合成糖聚合物，以尝试使用碳酸盐磷酸盐磷酸盐的纳米纳米纳米对小鼠胎儿纤维纤维细胞的生产，这些基因用于使用碳酸盐磷酸盐磷酸盐植物纳米的生产。使用含有纤连蛋白（一种类型的细胞基质）的碳酸盐磷灰石纳米颗粒，IPS细胞可以比任何常规的基因转移方法更有效地产生IPS细胞。接下来，我们将先前成功的IPS细胞菌落转移到了涂有E-钙粘蛋白-FC嵌合蛋白涂层的菜肴中，这些蛋白是在我们的实验室中设计和开发的，并检查了E-钙粘蛋白-FC基质的分选效应。只有表达E-钙粘着蛋白的IPS细胞粘附和增殖。这是使用矩阵工程对IPS细胞进行细胞分类的第一个成功示例。

项目成果

Intracellular Regulation of ES/iPS Cells on E-Cad-Fc Engineered Matrix facilitated by Bio-functionalized Nanoparticles of Carbonate Apatite

碳酸盐磷灰石生物功能化纳米颗粒促进 E-Cad-Fc 工程基质上 ES/iPS 细胞的细胞内调节

• 发表时间: 2012
• 作者: K. Arai;T. Adachi;S. Hossain;T. Akaike;M. Nakamura,;S. Hossain and T. Akaike,
• 通讯作者: S. Hossain and T. Akaike,

Bile Acids Increase Levels of MicroRNAs 221 and 222, Leading to Degradation of CDX2 During Esophageal Carcinogenesis

• DOI: 10.1053/j.gastro.2013.08.008
• 发表时间: 2013-12-01
• 期刊: GASTROENTEROLOGY
• 影响因子: 29.4
• 作者: Matsuzaki, Juntaro;Suzuki, Hidekazu;Hibi, Toshifumi
• 通讯作者: Hibi, Toshifumi

pH-sensitive Nano-crystals of Carbonate Apatite for Smart and Efficent Drug/transgene Delivery

pH 敏感碳酸盐磷灰石纳米晶体用于智能高效的药物/转基因递送

• 发表时间: 2013
• 作者: Sharif Hossain;T. Akaike
• 通讯作者: T. Akaike

PKC activation promotes internalization of DNA-immobilized inorganic nano-crystals by clathrin-dependent endocytosis for efficient transgene exnression in human lymphocytes

PKC 激活通过网格蛋白依赖性内吞作用促进 DNA 固定的无机纳米晶体的内化，从而在人淋巴细胞中有效表达转基因

• DOI: 10.4172/2157-7439.1000174
• 发表时间: 2013
• 期刊: J. of Nanomed. and Nanotech.
• 作者: Nag K^*;Hossain S^* (^*equal first author);Naznin S;Chowdhury EH
• 通讯作者: Chowdhury EH

Bio-functionalized pH-sensitive Carbonate Apatite Nanoparticles Facilitated Intracellular Regulation of ES/iPS Cells on E-Cad-Fc Engineered Matrix,

生物功能化 pH 敏感碳酸盐磷灰石纳米颗粒促进 E-Cad-Fc 工程基质上 ES/iPS 细胞的细胞内调节，

• 发表时间: 2012
• 作者: Sharif Hossain and Toshihiro Akaike