Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ナノ粒子を活用した医療への応用
研究の目的
2本鎖DNA固定化金ナノ粒子の作成方法
(東理大・基礎工教養)〇筒井豪久・大槻優夏・清家大智・谷長優里
DNA密生ナノマテリアルを活用した地域医療への貢献
マテリアル設計
金ナノ粒子とは金ナノ粒子(GNP)≠金色 金ナノ粒子を用いた色による判別
金ナノ粒子に分子修飾した複合ナノ材料(DNA-GNP) は、生体内で利用できる。
Sato, K. et al., J. Am. Chem. Soc., 125, 8102 (2003) D. Huang et al., J. Electro. Soc., 2003, 150, G412
チオール化DNA
NaClを加える
・金ナノ粒子は塩を加えると凝縮する→1塩基の違いが色変化により判別できる
相補鎖は凝集→青色 1塩基突出型は分散→赤色
ナノ診断目視薬物スクリーニング法
通常→凝集して青色塩基が1つ多い→分散したまま凝集せず赤色つまり、遺伝子多型診断に使える。(色だから見分けるの簡単)
薬物代謝酵素(シトクロムP450)の変異
・がんになると、特定のマイクロRNAが血中に流れる→臓器の特定が可能に
⇒目視薬物スクリーニング法によって判別した、DNA損傷剤として効果が大きいものを増幅する。
サンプル(血液,毛根)を収集
DNAを抽出・増幅する→1塩基伸長反応
⇒DNA金ナノ粒子・塩追加で目視で塩基が特定できる
DNAと金ナノ粒子でつくったナノ線形化の有無による色変化で、環境汚染物質の高感度検出技術を開発する。
ナノ医療への展開
→色の変化あり
→色の変化なし
低分子医薬オリゴマー(疎水部)
GNP
粒径5nm
今後の展望
このように、金ナノ粒子は元々は扱いづらいもの
だが、DNAを結合させることで、遺伝子診断や
ガン治療にまで応用できるようになった。
①BSPPーGNPの調製
②ゲル電気泳動による二本鎖DNA固定化GNPの
単離
③ターゲットDNA添加に伴った、
糸ビーズ状ナノ構造体の色変化観察 など
今後、さらなる研究を進める予定。
ジチオール20塩基DNA(二重鎖形成16塩基)
有機リンリガンド(BSPP)の構造式
ターゲット40塩基(二重鎖形成32塩基)
H₂O
K⁺
H₂O
混合させ一日置く
K⁺
チミン基が金ナノ粒子と結合
DNA鎖を長くして、金ナノ粒子が電気泳動の影響を受けるようにする
電気泳動により、結合したDNA鎖の本数ごとに金ナノ粒子を分離できる
加えたDNAと二重鎖を形成し、金ナノ粒子から外れる
BSPPのリン原子をGNPにくっつけることで、BSPPのSO3
-で大きくマイナスにすることができる。これによって、金粒子の分散性を向上する。
C. Bracken et al., Nat. Rev. Genetics, 2016, 17, 719
これを回収
1塩基突出
金粒子は集まると色変化を起こす。
DNAの高度認識能金ナノの鮮やかな発色特色
ナノレベルだと…
金ナノ粒子は赤色に!
これらの性質をあわせ持つハイブリット型ナノ材料
DNA密生層
高分子の薬自己組織化
刺激
標的細胞内
核酸医薬(親水部)
(光、pH変化)
→自己崩壊性機能による異種薬物の同時リリースこの仕組みにより、
・低毒性 ・異種薬物の同時リリース ・内包薬物100%なものを特定の臓器に送ることができる。
秋山好嗣、菊池明彦、川出茉実、福本汐音、木村和徳、特願2019-164912
1塩基ミスマッチDNA
ターゲットDNA
二重鎖を形成する
二重鎖を形成しない
Akiyama, Y. et al, Chem. Eur. J. 20, 17420 (2014)
Akiyama, Y. et al, ChemistryOpen 5, 508 (2016)
秋山好嗣、菊池明彦、木村和徳、特願2018-159028
抗がん剤の効果絶大