磁場による誘導加熱を利用した金ナノ粒子修飾アプタマーの構造・機能制御

利用磁感应加热控制金纳米粒子修饰适体的结构和功能

基本信息

批准号：
20656134
负责人：
池袋一典
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、優れた分子認識能を持つ核酸リガンドであるアプタマーに注目し、その構造・機能を、磁場を用いて制御する手法を開発することを目的とした。まずその可能性を確認するために、トロンビンを標的分子とした。トロンビンに結合し、その酵素活性を阻害するDNAアプタマーを金ナノ粒子で修飾し、これに交流磁場を印加して金ナノ粒子に誘導加熱を起こすことにより、アプタマーを局所的に加熱し、その構造変化を制御する事を試みた。アプタマーの構造が変化すれば、トロンビンの酵素活性の阻害能も変化するので、結果として酵素活性を機能制御できる。実際に金ナノ粒子修飾トロンビンアプタマーを調製し、これに交流磁場を印加したところ、その構造が変化することが確認できた。そこでトロンビンにこの金ナノ粒子修飾トロンビンアプタマーを添加し、交流磁場を印加したところ、交流磁場の有無により、トロンビンの酵素活性が明確に変わることを確認した。従って予想したとおり、交流磁場印加により、金ナノ粒子アプタマーの構造を変化させ、標的蛋白質の機能を制御できることが示された。本結果は、人体に投与した薬剤を、人体外から非侵襲で交流磁場によりその機能制御が可能であることを示唆しており、副作用の懸念される薬剤を通常は無効化しておき、必要時にのみ効力を発揮させる、あるいは患部にたどり着いたときに効力を発揮するという全く新しい薬剤の開発の途を拓いたといえる。

这项研究的重点是适体，具有出色分子识别能力的核酸配体，旨在开发一种使用磁场来控制其结构和功能的方法。首先，为了确认这种可能性，将凝血酶用作靶分子。与凝血酶结合并抑制其酶活性的DNA适体通过金纳米颗粒进行了修饰，并将交替的磁场应用于金纳米颗粒以诱导诱导加热，从而局部加热适体并控制其结构变化。如果适体的结构发生变化，则抑制凝血酶活性的能力也会改变，从而导致控制酶活性的功能。当实际准备了金纳米颗粒改性的凝血酶适体并向它们应用交替的磁场时，确认它们的结构发生了变化。因此，将这种金纳米颗粒改性的凝血酶适体添加到凝血酶中，并应用了交替的磁场，并确认凝血酶的酶活性明显改变，具体取决于存在交替的磁场。因此，正如预期的那样，结果表明，AC磁场的应用可以改变金纳米粒子适体的结构并控制靶蛋白的功能。该结果表明，可以使用交替的磁场从人体外部进行非侵入性的药物的功能，可以说，与副作用有关的药物通常被中和，并且仅在必要时激活副作用，或者在到达受影响的区域时才激活有效性。