＜発表のポイント＞
・ポリマーコーティングにより、ナノ材料の線虫体内での蓄積を制御しました。
・土壌モデル生物である線虫が、ナノ粒子を体内に蓄積する条件を発見しました。
・環境負荷の低いナノ材料や生体送達能力の高いナノ材料の開発が期待できます。
◆概 要
国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区、学長：那須保友）学術研究院環境生命自然科学学域（理）の藤原正澄研究教授、岡山大学高等先鋭研究院異分野基礎科学研究所のゾウ ヤジュアン助教、仁科勇太教授らのグループは、筑波大学システム情報系の鹿野豊教授、京都大学大学院人間・環境学研究科の小松直樹教授、京都大学医生物学研究所の中台枝里子教授らのグループと共同で、ナノ材料の表面を親水性高分子ポリグリセロールでコーティングすることで、環境化学や細胞生物学のモデル生物として知られる線虫C. elegans（Caenorhabditis elegans）の体内へのナノ材料蓄積を制御することに成功しました。
本研究成果は、2024年4月20日 に、科学誌「Chemosphere」のオンライン版に掲載されました。
ナノ材料は土壌改良や水質浄化に有用な物質として近年盛んに開発されています。一方で、相当量のナノ材料が土壌や海洋河川などに流出し得るため、それらナノ材料の環境および生態系への影響が懸念されています。今回、代表的なナノ材料である酸化鉄ナノ粒子の表面をポリグリセロールという親水性高分子ポリマーにより被覆することで、土壌モデル生物である線虫体内への蓄積を抑制することに成功しました。
また、ナノ粒子表面を人為的に正負に帯電させることで蓄積量が変化することも明らかとなりました。このポリグリセロールによる被覆は様々なナノ材料に適用可能なため、将来的に、ナノ材料の環境負荷を下げることが期待されます。また、逆に、線虫などにナノ粒子を蓄積させる技術の基盤ともなるため、効果的な薬剤送達・蓄積技術への展開も期待されます。
なお本件は岡山大学と筑波大学、京都大学の共同研究成果プレスリリースとして、2024年5月9日 に公開されました。
◆藤原正澄研究教授からのひとこと
私たちはナノ粒子を線虫体内に届けて、生体内のセンシングを行う研究をしていますが、ナノ粒子が届かないことに困っていました。そこから、逆の発想で、届きにくいナノ粒子の有用性に気づき、今回、環境分野への方向性を示すことができました。
◆論文情報
論 文 名：Size, polyglycerol grafting, and net surface charge of iron oxide nanoparticles determine their interaction and toxicity in Caenorhabditis elegans
邦題名「酸化鉄ナノ粒子の粒径、ポリグリセロール修飾、および表面電荷がCaenorhabditis elegansとの相互作用と毒性に与える影響」
掲 載 紙：Chemosphere
著 者：Yajuan Zou, Yutaka Shikano, Yuta Nishina, Naoki Komatsu, Eriko Kage-Nakadai, Masazumi Fujiwara
D O I：10.1016/j.chemosphere.2024.142060
U R L：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0045653524009536
◆研究資金
本研究は、以下の支援を受けて実施しました。
・独立行政法人日本学術振興会「科学研究費助成事業」
基盤A・20H00335，研究代表：藤原正澄
国際共同研究強化(A)・20KK0317，研究代表：藤原正澄
挑戦的研究（萌芽）・22K19759，研究代表：中台枝里子（京都大学）
基盤C・21H05599，研究代表：鹿野豊（筑波大学）
・国立研究開発法人科学技術振興機構
「先端国際共同研究推進事業（ASPIRE）次世代のためのASPIRE」（JPMJAP2339，研究代表：鹿野豊（筑波大学））
・国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構
「官民による若手研究者発掘支援事業」（JPNP20004，研究代表：藤原正澄）
・国立研究開発法人日本医療研究開発機構「ムーンショット型研究開発事業」（JP23zf0127004，研究代表：村上正晃（北海道大学））
・国立研究開発法人科学技術振興機構 未来社会創造事業 「共通基盤」領域 本格研究（JPMJMI21G1，研究代表：飯田琢也（大阪公立大学））
・国立研究開発法人科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業さきがけ（JPMJPR20M4，研究代表：鹿野豊（筑波大学））
・公益財団法人山陽放送学術文化・スポーツ振興財団「研究助成」（研究代表：藤原正澄）
・公益財団法人旭硝子財団「研究助成」（研究代表：藤原正澄）
◆詳しい研究内容について
ナノ粒子をポリマーコーティングによって線虫体内へ蓄積させることに成功！～蓄積の制御により“環境負荷の軽減”や“生体内の薬剤蓄積”を可能に～
https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r6/press20240509-1.pdf
◆参 考
・岡山大学理学部
https://www.science.okayama-u.ac.jp/
・岡山大学理学部化学科
http://chem.okayama-u.ac.jp/
・岡山大学大学院環境生命自然科学研究科／理学部化学科 ナノ化学研究室
https://www.nanochem-okayama-u.net/
◆参考情報
・【岡山大学】藤原正澄准教授、松井鉄平准教授に岡山大学「研究教授」の称号を付与しました
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000738.000072793.html
・【岡山大学】量子センサ型バイオ分析チップデバイスの開発に成功
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000672.000072793.html
◆本件お問い合わせ先
岡山大学 学術研究院 環境生命自然科学学域（理） 研究教授 藤原正澄
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中3-1-1 岡山大学津島キャンパス 理学部
TEL：
FAX：
https://www.nanochem-okayama-u.net/
＜岡山大学の産学官連携などに関するお問い合わせ先＞
岡山大学研究・イノベーション共創機構 産学官連携本部
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
TEL：
E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
※ ◎を@に置き換えて下さい
https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/
国立大学法人岡山大学は、国連の「持続可能な開発目標（SDGs）」を支援しています。また、政府の第1回「ジャパンSDGsアワード」特別賞を受賞しています。地域中核・特色ある研究大学として共育共創を進める岡山大学にご期待ください
岡山大学 文部科学省「地域中核・特色ある研究大学強化促進事業（J-PEAKS）」に採択～地域と地球の未来を共創し、世界の革新の中核となる研究大学：岡山大学の実現を加速とともに世界に誇れる我が国の研究大学の山脈を築く～
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001935.000072793.html
・ポリマーコーティングにより、ナノ材料の線虫体内での蓄積を制御しました。
・土壌モデル生物である線虫が、ナノ粒子を体内に蓄積する条件を発見しました。
・環境負荷の低いナノ材料や生体送達能力の高いナノ材料の開発が期待できます。
◆概 要
国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区、学長：那須保友）学術研究院環境生命自然科学学域（理）の藤原正澄研究教授、岡山大学高等先鋭研究院異分野基礎科学研究所のゾウ ヤジュアン助教、仁科勇太教授らのグループは、筑波大学システム情報系の鹿野豊教授、京都大学大学院人間・環境学研究科の小松直樹教授、京都大学医生物学研究所の中台枝里子教授らのグループと共同で、ナノ材料の表面を親水性高分子ポリグリセロールでコーティングすることで、環境化学や細胞生物学のモデル生物として知られる線虫C. elegans（Caenorhabditis elegans）の体内へのナノ材料蓄積を制御することに成功しました。
本研究成果は、2024年4月20日 に、科学誌「Chemosphere」のオンライン版に掲載されました。
ナノ材料は土壌改良や水質浄化に有用な物質として近年盛んに開発されています。一方で、相当量のナノ材料が土壌や海洋河川などに流出し得るため、それらナノ材料の環境および生態系への影響が懸念されています。今回、代表的なナノ材料である酸化鉄ナノ粒子の表面をポリグリセロールという親水性高分子ポリマーにより被覆することで、土壌モデル生物である線虫体内への蓄積を抑制することに成功しました。
また、ナノ粒子表面を人為的に正負に帯電させることで蓄積量が変化することも明らかとなりました。このポリグリセロールによる被覆は様々なナノ材料に適用可能なため、将来的に、ナノ材料の環境負荷を下げることが期待されます。また、逆に、線虫などにナノ粒子を蓄積させる技術の基盤ともなるため、効果的な薬剤送達・蓄積技術への展開も期待されます。
なお本件は岡山大学と筑波大学、京都大学の共同研究成果プレスリリースとして、2024年5月9日 に公開されました。
◆藤原正澄研究教授からのひとこと
私たちはナノ粒子を線虫体内に届けて、生体内のセンシングを行う研究をしていますが、ナノ粒子が届かないことに困っていました。そこから、逆の発想で、届きにくいナノ粒子の有用性に気づき、今回、環境分野への方向性を示すことができました。
◆論文情報
論 文 名：Size, polyglycerol grafting, and net surface charge of iron oxide nanoparticles determine their interaction and toxicity in Caenorhabditis elegans
邦題名「酸化鉄ナノ粒子の粒径、ポリグリセロール修飾、および表面電荷がCaenorhabditis elegansとの相互作用と毒性に与える影響」
掲 載 紙：Chemosphere
著 者：Yajuan Zou, Yutaka Shikano, Yuta Nishina, Naoki Komatsu, Eriko Kage-Nakadai, Masazumi Fujiwara
D O I：10.1016/j.chemosphere.2024.142060
U R L：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0045653524009536
◆研究資金
本研究は、以下の支援を受けて実施しました。
・独立行政法人日本学術振興会「科学研究費助成事業」
基盤A・20H00335，研究代表：藤原正澄
国際共同研究強化(A)・20KK0317，研究代表：藤原正澄
挑戦的研究（萌芽）・22K19759，研究代表：中台枝里子（京都大学）
基盤C・21H05599，研究代表：鹿野豊（筑波大学）
・国立研究開発法人科学技術振興機構
「先端国際共同研究推進事業（ASPIRE）次世代のためのASPIRE」（JPMJAP2339，研究代表：鹿野豊（筑波大学））
・国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構
「官民による若手研究者発掘支援事業」（JPNP20004，研究代表：藤原正澄）
・国立研究開発法人日本医療研究開発機構「ムーンショット型研究開発事業」（JP23zf0127004，研究代表：村上正晃（北海道大学））
・国立研究開発法人科学技術振興機構 未来社会創造事業 「共通基盤」領域 本格研究（JPMJMI21G1，研究代表：飯田琢也（大阪公立大学））
・国立研究開発法人科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業さきがけ（JPMJPR20M4，研究代表：鹿野豊（筑波大学））
・公益財団法人山陽放送学術文化・スポーツ振興財団「研究助成」（研究代表：藤原正澄）
・公益財団法人旭硝子財団「研究助成」（研究代表：藤原正澄）
◆詳しい研究内容について
ナノ粒子をポリマーコーティングによって線虫体内へ蓄積させることに成功！～蓄積の制御により“環境負荷の軽減”や“生体内の薬剤蓄積”を可能に～
https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r6/press20240509-1.pdf
◆参 考
・岡山大学理学部
https://www.science.okayama-u.ac.jp/
・岡山大学理学部化学科
http://chem.okayama-u.ac.jp/
・岡山大学大学院環境生命自然科学研究科／理学部化学科 ナノ化学研究室
https://www.nanochem-okayama-u.net/
◆参考情報
・【岡山大学】藤原正澄准教授、松井鉄平准教授に岡山大学「研究教授」の称号を付与しました
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000738.000072793.html
・【岡山大学】量子センサ型バイオ分析チップデバイスの開発に成功
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000672.000072793.html
◆本件お問い合わせ先
岡山大学 学術研究院 環境生命自然科学学域（理） 研究教授 藤原正澄
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中3-1-1 岡山大学津島キャンパス 理学部
TEL：
FAX：
https://www.nanochem-okayama-u.net/
＜岡山大学の産学官連携などに関するお問い合わせ先＞
岡山大学研究・イノベーション共創機構 産学官連携本部
〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
TEL：
E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
※ ◎を@に置き換えて下さい
https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/
国立大学法人岡山大学は、国連の「持続可能な開発目標（SDGs）」を支援しています。また、政府の第1回「ジャパンSDGsアワード」特別賞を受賞しています。地域中核・特色ある研究大学として共育共創を進める岡山大学にご期待ください
岡山大学 文部科学省「地域中核・特色ある研究大学強化促進事業（J-PEAKS）」に採択～地域と地球の未来を共創し、世界の革新の中核となる研究大学：岡山大学の実現を加速とともに世界に誇れる我が国の研究大学の山脈を築く～
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001935.000072793.html