がん標的・可視化・治療の３つの機能を結集したアパタイトナノ結晶の創製

创建结合癌症靶向、可视化和治疗三种功能的磷灰石纳米晶体

• 批准号: 22K18916
• 负责人: 多賀谷 基博
• 金额: $ 3.83万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 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-22K18916/
• 关键词: 水酸アパタイト; 生体鉱化作用; 光機能アパタイトナノ結晶; がん細胞の標的・可視・治療; ナノ結晶表面サイト特異性の発現; ナノ医薬品製造技術; ナノバイオセラミックス; ナノバイオ材料; バイオ機能ナノ結晶; 水酸アパタイトナノ結晶; 置換固定プロセス開発; 微小がん組織の診断と治療の両立; ナノバイオ材料合成技術

『悪性腫瘍部位のみを安全にイメージング (可視) して治療する材料』 すなわち『がん細胞のみを標的として可視して治療する３つの機能を具備する生体に安全なナノ材料の創製』が強く望まれている。しかし，創製に伴う毒性の発現や薬効の低下の問題により実現していない。この実現のために，本研究では，生体の骨の鉱化でみられる『水酸アパタイト (HA) 結晶核のリン酸イオンサイト「Pサイト」に体液中の炭酸イオンが置換して核生成し，HAナノ結晶表面のCa2+イオンサイト「Cサイト」にコラーゲン分子末端のカルボキシレートイオン (COO－) が配位して粒成長し，最終的に炭酸イオンとコラーゲン分子の２種類がHAナノ結晶の表面サイトに固定されるプロセス』に着眼した。本研究では，この生体現象を液相マイクロ流路合成プロセスによって模倣・発展させ，１つのナノ結晶に３つの機能を結集するワンステップ合成法の確立を目的とした。本年度は『生体安全性に優れた高輝度に発光するHA (PHA) ナノ結晶』の核生成段階で結晶核表面Pサイト へ『末端基にCOO－を１個もつ標的薬分子』を置換して核生成し，粒成長段階で『末端基にCOO－を２個もつ治療薬分子』を表面Cサイト (Ca2+，Eu3+) に配位させて粒成長させる『２種類の薬分子が１つのPHAナノ結晶表面サイトを特異的に認識して固定されるワンステップ合成法』について実施・考察した。今後，がん細胞のみに本ナノ結晶が結合『標的』し，がん細胞のみをイメージング『可視』した後に，がん細胞のみを一重項酸素 (1O2) 生成によって死滅『治療』する応用原理についても実施していく予定にある。

“安全图像（可视化）并仅处理恶性肿瘤部位的材料”，也就是说，“创建具有三种靶向癌细胞并治疗它们的功能的生物安全纳米材料。”对此有强烈的需求。但是，由于诸如毒性的发展以及与创造相关的药用疗效的降低之类的问题，这尚未实现。 To achieve this, this study focused on the process in which two types of carbonate ions in body fluids are replaced by the P-site, a phosphate ion site in the hydroxyapatite (HA) crystal nucleus, which is observed in the mineralization of biological bones, and nucleates, and carboxylate ions (COO-) at the end of the collagen molecule are coordinated to grow at the C-site, a HA纳米晶体表面上的Ca2+离子位点，最后，两种类型的碳酸盐离子和胶原蛋白分子固定在HA纳米晶体的表面位点。这项研究旨在建立一种一步合成方法，其中这种生物学现象是通过液相的微流体路径合成过程模仿和开发的，并且将三个功能合并为一个纳米晶体。今年，我们进行并讨论了一种“一步合成方法，其中两种类型的药物分子明确识别并固定了一个pha纳米晶体表面位点”，其中“靶标分子在终端组中用一个COO靶向药物分子”被P一个位点替换为p位于p pha（pha pha pha surece serfore pha nanocy arts arts art of pha）nanocriminance nanocrys nanocrys art art arnanocy art art annocy arecrys nanocy arecrys nanocy arecrys nanocy arecrys nanocrySt art annacy arecrys nanocrys are co.末端组“在晶粒生长阶段成核，“在末端组有两个COO的治疗药物分子”与表面C位点（Ca2+，Eu3+）配位以种植晶粒。将来，我们计划实施纳米晶体结合并仅靶向癌细胞的应用原理，然后通过成像和“可视化”癌细胞“治疗”它们，然后通过产生单线氧（1O2）来杀死和治疗癌细胞。

项目成果

一軸配向性コラーゲンフィブリル配列技術の開発とリン酸カルシウム析出への展開

单轴取向胶原原纤维排列技术的开发及其在磷酸钙沉淀中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: Ainash Garifullina;Amy Q. Shen;柴 亜東，周 燕ジ，多賀谷 基博
• 通讯作者: 柴 亜東，周 燕ジ，多賀谷 基博

一軸配向性メソ多孔質シリカ膜の積層化プロセスの検討

单轴取向二氧化硅介孔膜层压工艺研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 石婉玉;山田伊織;野田大智;多賀谷 基博;柴 亜東，円子 友理，宮田 真理，多賀谷 基博;中島 凜，柴 亜東，宮田 真理，多賀谷 基博;周 エンジ，柴 亜東，宮田 真理，多賀谷 基博;中島 凜，野田 大智，柴 亜東，宮田 真理，多賀谷 基博;三上 久理守，竹弘 直輝，松本 菜千，劉 自振，周 エンジ，多賀谷 基博，川越 大輔;阿久津 亮太，杉本 一登，多賀谷 基博;野田 大智，山田 伊織，多賀谷 基博;劉 自振，川越 大輔，多賀谷 基博;山田 伊織，多賀谷 基博;柴 亜東，周 エンジ，多賀谷 基博;江平 希，中島 凛，柴 亜東，多賀谷 基博
• 通讯作者: 江平 希，中島 凛，柴 亜東，多賀谷 基博

水酸アパタイトナノ粒子－ヒアルロン酸ナノハイブリッド膜の調製と評価

纳米羟基磷灰石-透明质酸纳米杂化膜的制备及评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 石婉玉;山田伊織;野田大智;多賀谷 基博;柴 亜東，円子 友理，宮田 真理，多賀谷 基博;中島 凜，柴 亜東，宮田 真理，多賀谷 基博;周 エンジ，柴 亜東，宮田 真理，多賀谷 基博;中島 凜，野田 大智，柴 亜東，宮田 真理，多賀谷 基博;三上 久理守，竹弘 直輝，松本 菜千，劉 自振，周 エンジ，多賀谷 基博，川越 大輔;阿久津 亮太，杉本 一登，多賀谷 基博;野田 大智，山田 伊織，多賀谷 基博;劉 自振，川越 大輔，多賀谷 基博;山田 伊織，多賀谷 基博;柴 亜東，周 エンジ，多賀谷 基博;江平 希，中島 凛，柴 亜東，多賀谷 基博;遠藤 碧，劉 自振，宮田 真理，多賀谷 基博
• 通讯作者: 遠藤 碧，劉 自振，宮田 真理，多賀谷 基博

配向性シリカメソ構造体膜へのタンパク質の吸着

蛋白质吸附到定向二氧化硅介观结构膜上

• 发表时间: 2022
• 作者: Ainash Garifullina;Amy Q. Shen;柴 亜東，周 燕ジ，多賀谷 基博;Audisio Tracy Lynn & Bourguignon Thomas;柴 亜東，円子 友理，宮田 真理，多賀谷 基博
• 通讯作者: 柴 亜東，円子 友理，宮田 真理，多賀谷 基博

長岡技術科学大学 ナノバイオ材料研究室（多賀谷基博研究室）

长冈工业大学纳米生物材料实验室（田谷元博实验室）