Ｃａｌｉｘ［４］ａｒｅｎｅ系ミセルの生体膜モデルとの動的相互作用のその場解析

Calix[4]芳烃胶束与生物膜模型动态相互作用的原位分析

基本信息

批准号：
13J06183
负责人：
藤井翔太
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、リン脂質から成る生体模倣膜とミセル間の相互作用を検討することでミセルを構成する脂質の分子構造と機能の相関を明らかにすることである。この研究結果を用いて、高い遺伝子発現を示す最適なミセル形成分子の設計指針を提案する。これまでの研究結果から、カチオン性Calix[4]arene系ミセルを遺伝子キャリアとして用いた際、非常に高い細胞への遺伝子導入効率が達成されることが明らかとなっている。この高い遺伝子導入効率はCalix[4]arene系ミセルと細胞膜との相互作用が、他のミセル系とは異なることを示唆している。そこで、生体模倣脂質二分子膜（リン脂質リポソーム）を用いて、カチオン性Calix[4]arene系ミセルと生体膜との相互作用について小角X線散乱法を用いて検討した。カチオン性Calix[4]arene系ミセルとリン脂質リポソームを混合した際、多層リポソームが単層リポソームへと直ちに構造転移した。これは、カチオン性Calix[4]arene脂質がリン脂質リポソーム上に点在した際、そのカチオン性脂質の正電荷間の静電反発相互作用がリポソーム間で生じ、それにより多層ベシクルから単層ベシクルへと構造転移したことを示唆している。この結果から、リン脂質リポソームは、カチオン性Calix[4]arene系ミセルを容易に取り込むことが示され、またCalix[4]arene系ミセルが生体膜形態を制御可能な材料でもあることが示された。また、Calix[4]arene系ミセルの多価効果を利用することでカチオン性に頼らない両性官能基間の相互によって細胞へミセルを効率的に取り込ませることが可能であることを見出した。上記２つの研究結果は、Calix[4]arene系ミセルの薬剤キャリアとして有用性を示すと同時に、細胞への高い導入効率を有するミセルを構成する脂質の分子設計において重要な知見を与えた。

这项研究的目的是阐明脂质的分子结构与功能之间的相关性，该脂质通过检查基于胶束的仿生膜和胶束之间的相互作用来构成胶束。利用这项研究结果，我们提出了一个设计指南，用于表现出较高基因表达的最佳胶束形成分子。先前的研究结果表明，当将阳离子钙[4]用作基因载体时，可以实现极高的细胞基因转移效率。这种高基因转移效率表明Calix [4] Arene胶束与细胞膜之间的相互作用与其他胶束系统的相互作用不同。因此，使用小角X射线散射研究了使用阳离子钙[4]芳烃胶束[4]芳烃胶束与生物膜之间的相互作用的仿生脂质双层（磷脂脂质）。当混合阳离子钙[4]芳烃胶束和磷脂脂质体时，多层脂质体立即转移到单层脂质体中。这表明当阳离子钙[4]芳烃脂质散射在磷脂脂质体上时，阳离子脂质的正电荷之间发生静电排斥相互作用，从而导致从多层囊泡从多层囊泡到单层囊泡的结构转移。这些结果表明，磷脂脂质体很容易掺入阳离子钙[4]芳烃胶束，并且钙[4]芳烃胶束也是能够控制生物膜形态的材料。此外，通过利用钙[4]芳烃胶束的多价效应，已经发现胶束可以通过不依赖阳离子性的相互官能团有效地掺入细胞中。上面的两项研究表明，作为钙[4]芳烃胶束的药物载体的有用性，同时，在脂质的分子设计中提供了重要的见解，这些脂质构成了具有高转导效率到细胞的胶束。