金ナノ粒子の表面デザインを駆使したプロテインコロナの光制御法の開発

利用金纳米粒子表面设计开发蛋白质电晕光学控制方法

基本信息

批准号：
22K19929
负责人：
三友秀之
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19929/
关键词：
金ナノ粒子表面修飾プロテインコロナ

项目摘要

本研究では、高い光機能性と生体適合性を有する金ナノ粒子を用いたナノ粒子医療の開発に取り組んでいる。ナノ粒子医療においては、粒子が血中を安定に滞留し、対象とする疾患部位に特異的に作用するターゲット能が重要である。しかし、一般的に、ナノ粒子が血中に投与されると粒子の表面に様々なタンパク質が吸着してプロテインコロナを形成し、マクロファージに認識されて排除されたり、目的細胞へのターゲット能が失われたりする。このような課題に対し、これまで吸着性を低減するための表面デザインが検討されてきた。本研究では、一歩進んだ“プロテインコロナを制御する手法”の開発を目指し、粒子の表面デザインについて検討を進めている。具体的には、自身のタンパク質が吸着することで粒子の凝集体形成を抑制し、かつ免疫システムから異物として認識されないようにしながらも、マクロファージが認識するようなタンパク質は吸着せず、さらには、特定の部位に到着した際には光刺激によってターゲット能を発揮できるナノ粒子の創製を目指している。令和４年度は、研究代表者が開発してきた温度応答性を付与する表面被覆分子による機能化を拡張し、よりオリゴエチレングリコール分子鎖が長い分子と混合することで、粒子表面へのタンパク質の吸着性を制御できることを新たに発見した。また、オリゴエチレングリコールが長い分子と混合したことによって応答温度が上昇することが確認されたが、適切な応答温度への再設定も達成した。つまり、体温付近での鋭敏な温度応答性を維持しながら、タンパク質の吸着性を制御可能な表面デザインを見いだした。結果として、血清をいれた細胞培養液中において、血清タンパク質の吸着による粒子の分散安定化と温度変化に応答した粒子の集合化を両立できることがあきらかになった。

在这项研究中，我们致力于使用具有高光学功能和生物相容性的金纳米颗粒开发纳米颗粒药物。在纳米颗粒医学中，重要的是颗粒在血液中保持稳定并具有特异性靶向目标疾病部位的能力。然而，一般来说，当纳米颗粒被施用到血液中时，各种蛋白质被吸附到颗粒表面形成蛋白质冠，其可能被巨噬细胞识别并消除，或者可能失去靶向目标细胞的能力而受到伤害。。为了解决这些问题，人们研究了减少吸附的表面设计。在这项研究中，我们正在研究颗粒的表面设计，目的是开发一种更先进的“控制蛋白质电晕的方法”。具体来说，它通过吸附自身的蛋白质，抑制颗粒聚集体的形成，防止其被免疫系统识别为异物，但不吸附巨噬细胞识别的蛋白质，而且，其目的是创造当纳米颗粒到达特定部位时，可以在光刺激下表现出靶向能力。 2020财年，我们将利用研究主任开发的赋予温度响应性的表面涂层分子来扩大功能化，通过与具有更长的低聚乙二醇分子链的分子混合，我们将能够在颗粒表面涂层蛋白质。发现吸附是可以控制的。还证实，当低聚乙二醇与长分子混合时，响应温度升高，但响应温度被重置为适当的值。换句话说，我们发现了一种表面设计，可以控制蛋白质吸附，同时保持接近体温的敏感温度响应性。结果表明，在含有血清的细胞培养液中，可以同时实现通过血清蛋白的吸附实现的颗粒分散的稳定化和响应于温度变化的颗粒聚集。

项目成果

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专利数量（0）

DNA-Functionalized Silver Nanoparticles in an Alcoholic Solvent for Environment-Dictated Multimodal Actuation

DOI：
10.1021/acsanm.2c01493
发表时间：
2022-07
期刊：
ACS Applied Nano Materials
影响因子：
5.9
作者：
Linying Kong;Luyang Wang;Yali Shi;Lin Peng;Xingguo Liang;Guoqing Wang;Hideyuki Mitomo;T. Takarada;K. Ijiro;M. Maeda
通讯作者：
Linying Kong;Luyang Wang;Yali Shi;Lin Peng;Xingguo Liang;Guoqing Wang;Hideyuki Mitomo;T. Takarada;K. Ijiro;M. Maeda

フォトサーマルセラピー応用に向けた温度応答性金ナノ粒子の表面分子デザイン

用于光热治疗应用的温度响应性金纳米颗粒的表面分子设计