2024-10-17 京都大学
佐々木善浩 工学研究科教授、水田涼介 同助教、金尾英佑 薬学研究科助教(兼:医薬基盤・健康・栄養研究所研究員)、石濱泰 同教授(兼:同招へいプロジェクトリーダー)、秋吉一成 同医学研究科特任教授らの研究グループは、生きた細胞にナノ粒子を貫通させることで、ナノ粒子の表面に生細胞由来の生体膜を効率的にコーティングすることに成功しました。
人工的なナノ材料は、自然界には存在しない独自の光学特性や磁気特性を持ち、診断・治療への応用が期待されています。しかし、体内に導入した際の拒絶反応や副作用が課題であり、安全に目的の細胞や器官へナノ材料を運ぶ方法の確立が急務となっています。一方、私たちの身体には、エクソソームなどの生体ナノ粒子が存在し、細胞間のコミュニケーションツールとして機能しています。生体ナノ粒子は生体膜に包まれた構造を持ち、優れた生体適合性や免疫回避能力を発揮します。本研究では、この生体ナノ粒子に着想を得て、生きた細胞由来の生体膜と人工ナノ材料をナノレベルでハイブリッド化する新しいモノづくりのアプローチを実現しました。今回の成果は、ドラッグデリバリーシステム(DDS)やセラノスティクスの新たな基盤技術として広く応用されることが期待されます。
本研究成果は、2024年10月8日に、国際学術誌「Nano Letters」にオンライン掲載されました。
本研究で開発した生体膜コーティング法のイメージ図。生細胞の濃縮層を、シリカナノ粒子が貫通することで、生体膜がコーティングされている。
研究者のコメント
「本研究は、医学、薬学、工学の異なる分野の連携により実現された新発想の技術です。私たちの手法の最大の特徴は圧倒的な『自由度の高さ』にあり、バイオナノ材料の『ユニバーサルデザイン』を可能にします。原料となる生細胞と人工ナノ材料の組み合わせを変えることで、まるでおもちゃのブロックのように多様なバイオナノ材料の創出ができるようになりました。この技術により、まさに組み立てを楽しむかのように、新しい材料を自在に設計・開発することができます。今後は、この組み合わせから生まれるセレンディピティを活かしながら、生体膜操作、創薬モダリティ構築、テーラーメード治療など、さまざまなバイオ技術へと研究を展開していく予定です。」(水田涼介 、金尾英佑、佐々木善浩 )
詳しい研究内容について
“生きた”細胞の生体膜をナノ材料にコーティング―創薬・治療に向けた生体膜編集・生体膜ナノ粒子構築の新戦略を提案―
研究者情報
研究者名:佐々木 善浩
研究者名:水田 涼介
研究者名:金尾 英佑
研究者名:石濱 泰
研究者名:秋吉 一成
書誌情報
【DOI】
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c03293
【書誌情報】
Ryosuke Mizuta, Eisuke Kanao, Keigo Ukyo, Shusuke Kuwada, Shin-ichi Sawada, Yasushi Ishihama, Kazunari Akiyoshi, Yoshihiro Sasaki (2024). A Direct Approach for Living Biomembrane Printing on a Nanoparticle. Nano Letters, 24, 41, 12907–12914.
