東北大学研究者紹介

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ナカツジ　ヒロタカ

中辻　博貴

Hirotaka Nakatsuji

所属

多元物質科学研究所　附属マテリアル・計測ハイブリッド研究センター　ハイブリッド炭素ナノ材料研究分野

職名

助教

学位

博士（工学）（京都大学）
修士（工学）（京都大学）

researchmap

https://researchmap.jp/hn63215

J-GLOBAL ID

201901000061693071

経歴 3

2023年4月～継続中

東北大学　多元物質科学研究所附属マテリアル・計測ハイブリッド研究センター　助教
2021年4月～ 2023年3月

コンポン研究所　東東京研究室東北大学分室　研究員
2017年4月～ 2021年3月

大阪大学大学院工学研究科　先端細胞制御化学(TOPPAN)共同研究講座　特任研究員（常勤）

学歴 2

京都大学大学院　工学研究科　分子工学専攻

2011年4月～ 2017年3月
京都大学　工学部　工業化学学科

2007年4月～ 2011年3月

所属学協会 3

日本バイオマテリアル学会
高分子学会
日本化学会

研究キーワード 4

光機能性材料
ドラッグデリバリー
バイオマテリアル
ナノマテリアル

研究分野 3

ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学 /
ナノテク・材料 / 高分子化学 /
ナノテク・材料 / ナノバイオサイエンス /

論文 21

Photodynamic antimicrobial activity of polydiacetylene crystal nanostructure against E. coli

Mohammad Oves, Ryuju Suzuki, Hirotaka Nakatsuji, Yoshitaka Koseki, Sanjay Kumar, Kouki Oka, Hitoshi Kasai

MRS Communications　14　(6)　1307-1312　2024年8月8日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1557/s43579-024-00622-8 　

eISSN：2159-6867
Combined substituent number utilized machine learning for the development of antimicrobial agent

Keitaro Yamauchi, Hirotaka Nakatsuji, Takaaki Kamishima, Yoshitaka Koseki, Masaki Kubo, Hitoshi Kasai

Scientific Reports　14　(1)　2024年2月19日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41598-024-53888-2 　

eISSN：2045-2322

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Abstract The utilization of machine learning has a potential to improve the environment of the development of antimicrobial agents. For practical use of machine learning, it is important that the conversion of molecules information to an appropriate descriptor because too informative descriptor requires enormous computation time and experiments for gathering data, whereas a less informative descriptor has problems in validity. In this study, we utilized a descriptor only focused on substituent. The type and the position of substituents on the molecules that have a 4-quinolone structure (11,879 compounds) were converted to the combined substituent number (CSN). While the CSN does not include information on the detailed structure, physical properties, and quantum chemistry of molecules, the prediction model constructed by machine learning of CSN indicated a sufficient coefficient of determination (0.719 for the training dataset and 0.519 for the validation dataset). In addition, this CSN can easily construct the unknown molecules library which has a relatively consistent structure by recombination of substituents (32,079,318 compounds) and screening of them. The validity of the prediction model was also confirmed by growth inhibition experiments for E. coli using the model-suggested molecules and commercially available antimicrobial agents.
Carrier-free nano-prodrugs for minimally invasive cancer therapy

Keita Tanita, Yoshitaka Koseki, Sanjay Kumar, Farsai Taemaitree, Asuka Mizutani, Hirotaka Nakatsuji, Ryuju Suzuki, Anh Thi Ngoc Dao, Fumiyoshi Fujishima, Hiroshi Tada, Takanori Ishida, Ken Saijo, Chikashi Ishioka, Hitoshi Kasai

Nanoscale　16　(32)　15256-15264　2024年
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d4nr01763c 　

ISSN：2040-3364

eISSN：2040-3372

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SNC4DC, a dimer of SN-38 derivatives, has been synthesized. SNC4DC nanoparticles called nano-prodrugs are internalized into the cell and dissociate, and the active SN-38 is released after reduction of the S–S bond in the presence of GSH occurs.
Ir-Catalyzed Cascade Reaction Promotes the Formation of Geometrically Selective Enones from Bis-allyl Alcohols 査読有り

Takaaki Kamishima, Yoshitaka Koseki, Hirotaka Nakatsuji, Sanjay Kumar, Keita Tanita, Hitoshi Kasai

EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY　2022　(43)　2022年11月

DOI： 10.1002/ejoc.202201002 　

ISSN：1434-193X

eISSN：1099-0690
Total synthesis and antimicrobial evaluation of (+)-hygrophorone B-12 and its analogues 査読有り

Takaaki Kamishima, Masato Suzuki, Koichi Narita, Yoshitaka Koseki, Toshiyuki Nonaka, Hirotaka Nakatsuji, Hideo Hattori, Hitoshi Kasai

SCIENTIFIC REPORTS　12　(1)　2022年5月

DOI： 10.1038/s41598-022-11608-8 　

ISSN：2045-2322
Conversion of 2,5-Bis(hydroxymethyl)furan to Highly Oxidized Cyclopentenones under Catalyst-free Conditions in Water

Hirotaka Nakatsuji, Takaaki Kamishima, Toshiyuki Nonaka, Yoshitaka Koseki, Hitoshi Kasai

CHEMISTRY LETTERS　51　(5)　497-499　2022年5月

DOI： 10.1246/cl.220027 　

ISSN：0366-7022

eISSN：1348-0715
Development of temperature dependent oxygen releasable nanofilm by modulating oxidation state of myoglobin. 国際誌査読有り

Daisuke Tomioka, Hirotaka Nakatsuji, Shigeru Miyagawa, Yoshiki Sawa, Michiya Matsusaki

Chemical communications (Cambridge, England)　57　(42)　5131-5134　2021年5月25日

DOI： 10.1039/d1cc01545a 　

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Controlled release of oxygen from myoglobin was achieved by modulating autoxidation of oxymyoglobin using ascorbic acid as a reductant by temperature variation. Long-term storage, prompt release and re-storage of oxygen were also available with this system. Furthermore, 20 nm thick nanofilms composed of oxymyoglobin and type I collagen containing ascorbic acid could successfully show autoxidation of oxymyoglobin in response to environmental temperature. The ultrathin nanofilms will be useful as oxygen-controlled releasable scaffolds for tissue engineering application.
Cancer-microenvironment triggered self-assembling therapy with molecular blocks

Hirotaka Nakatsuji, Yudai Shioji, Noboru Hiraoka, Yuta Okada, Natsuko Kato, Sayaka Shibata, Ichio Aoki, Michiya Matsusaki

Materials Horizons　8　(4)　1216-1221　2021年
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d0mh02058c 　

ISSN：2051-6347

eISSN：2051-6355

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<p>Molecular blocks (4-MB) were designed to circulate as a single molecule or as a few molecules in blood vessels and self-assemble in response to a tumor specific conditions, as a cancer therapeutic agent.</p>
Enhancing Photostability of a Coumarin Dye by Self‐inclusion into a Cyclodextrin Cavity in Aqueous Solution and Living Cells 査読有り

Hajime Shigemitsu, Keigo Matsuda, Tadashi Mori, Hirotaka Nakatsuji, Michiya Matsusaki, Toshiyuki Kida

Asian Journal of Organic Chemistry　9　(12)　2112-2115　2020年12月

DOI： 10.1002/ajoc.202000365 　

ISSN：2193-5807

eISSN：2193-5815
Preparation of Extracellular Matrix Paper and Construction of Multi‐Layered 3D Tissue Model

Hirotaka Nakatsuji, Shiro Kitano, Shinji Irie, Michiya Matsusaki

Current Protocols in Cell Biology　88　(1)　2020年8月10日
出版者・発行元： Wiley
DOI： 10.1002/cpcb.112 　

ISSN：1934-2500

eISSN：1934-2616
Control of Lipid Bilayer Phases of Cell-Sized Liposomes by Surface-Engineered Plasmonic Nanoparticles. 国際誌査読有り

Tomohiro Nobeyama, Kazuki Shigyou, Hirotaka Nakatsuji, Hiroshi Sugiyama, Naoko Komura, Hiromune Ando, Tsutomu Hamada, Tatsuya Murakami

Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids　2020年6月5日

DOI： 10.1021/acs.langmuir.0c00049 　

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Liquid-ordered (Lo) phase domains, a cholesterol-rich area on lipid bilayers, have attracted significant attention recently due to their relevance to lipid rafts, the formation/collapse of which is associated with various kinds of information exchange through the plasma membrane. Here, we demonstrate that the formation/collapse of Lo phase domains in cell-sized lipo-somes, i.e., giant unilamellar vesicles (GUVs), can be controlled with bioactive plasmonic nanoparticles and light. The na-noparticles were prepared by the surface modification of gold nanorods (AuNRs) using a cationized mutant of high-density lipoprotein (HDL), which is a natural cholesterol transporter. Upon the addition of surface-engineered AuNRs to GUVs with the mixed domains of Lo and liquid-disorder (Ld) phases, the Lo domains collapsed and solid ordered (So) phase domains were formed. The reverse phase transition was achieved photothermally, with the AuNRs loaded with cholesterol. During these transitions, the AuNRs appeared to be selectively localized on the less fluidic domain (Lo or So) in the phase-mixed GUVs. These results indicate that the phase transitions occur through the membrane binding of the AuNRs followed by spontaneous/photothermal transfer of cholesterol between the AuNRs and GUVs. Our strategy to develop bioactive AuNRs potentially enables spatiotemporal control of the formation/collapse of lipid rafts in living cell.
Extracellular Matrix Microfiber Papers for Constructing Multilayered 3D Composite Tissues

Hirotaka Nakatsuji, Michiya Matsusaki

ACS BIOMATERIALS SCIENCE & ENGINEERING　5　(11)　5610-5614　2019年11月

DOI： 10.1021/acsbiomaterials.9b00090 　

ISSN：2373-9878
Aggregation-Induced Singlet Oxygen Generation: Functional Fluorophore and Anthrylphenylene Dyad Self-Assemblies 査読有り

Sooyeon Kim, Yang Zhou, Norimitsu Tohnai, Hirotaka Nakatsuji, Michiya Matsusaki, Mamoru Fujitsuka, Mikiji Miyata, Tetsuro Majima

Chemistry - A European Journal　24　(3)　636-645　2018年1月12日

DOI： 10.1002/chem.201703686 　

ISSN：1521-3765 0947-6539
DNA nanotechnology-based composite-type gold nanoparticle-immunostimulatory DNA hydrogel for tumor photothermal immunotherapy 査読有り

Tomoya Yata, Yuki Takahashi, Mengmeng Tan, Hirotaka Nakatsuji, Shozo Ohtsuki, Tatsuya Murakami, Hiroshi Imahori, Yuka Umeki, Tomoki Shiomi, Yoshinobu Takakura, Makiya Nishikawa

BIOMATERIALS　146　136-145　2017年11月

DOI： 10.1016/j.biomaterials.2017.09.014 　

ISSN：0142-9612

eISSN：1878-5905
Surface chemistry for cytosolic gene delivery and photothermal transgene expression by gold nanorods 査読有り

Hirotaka Nakatsuji, Kelly Kawabata Galbraith, Junko Kurisu, Hiroshi Imahori, Tatsuya Murakami, Mineko Kengaku

SCIENTIFIC REPORTS　7　(1)　4694　2017年7月

DOI： 10.1038/s41598-017-04912-1 　

ISSN：2045-2322
Hexaphyrin as a Potential Theranostic Dye for Photothermal Therapy and F-19 Magnetic Resonance Imaging 査読有り

Tomohiro Higashino, Hirotaka Nakatsuji, Ryosuke Fukuda, Haruki Okamoto, Hirohiko Imai, Tetsuya Matsuda, Hidehito Tochio, Masahiro Shirakawa, Nikolai V. Tkachenko, Mitsuru Hashida, Tatsuya Murakami, Hiroshi Imahori

CHEMBIOCHEM　18　(10)　951-959　2017年5月

DOI： 10.1002/cbic.201700071 　

ISSN：1439-4227

eISSN：1439-7633
Thermosensitive Ion Channel Activation in Single Neuronal Cells by Using Surface-Engineered Plasmonic Nanoparticles 査読有り

Hirotaka Nakatsuji, Tomohiro Numata, Nobuhiro Morone, Shuji Kaneko, Yasuo Mori, Hiroshi Imahori, Tatsuya Murakami

ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION　54　(40)　11725-11729　2015年9月

DOI： 10.1002/anie.201505534 　

ISSN：1433-7851

eISSN：1521-3773
Mesoscopic Metal Nanoparticles Doubly Functionalized with Natural and Engineered Lipidic Dispersants for Therapeutics 査読有り

Tatsuya Murakami, Hirotaka Nakatsuji, Nobuhiro Morone, John E. Heuser, Fumiyoshi Ishidate, Mitsuru Hashida, Hiroshi Imahori

ACS NANO　8　(7)　7370-7376　2014年7月

DOI： 10.1021/nn5024818 　

ISSN：1936-0851

eISSN：1936-086X
Exclusive Photothermal Heat Generation by a Gadolinium Bis(naphthalocyanine) Complex and Inclusion into Modified High-Density Lipoprotein Nanocarriers for Therapeutic Applications 査読有り

Simon Mathew, Tatsuya Murakami, Hirotaka Nakatsuji, Haruki Okamoto, Nobuhiro Morone, John E. Heuser, Mitsuru Hashida, Hiroshi Imahori

ACS NANO　7　(10)　8908-8916　2013年10月

DOI： 10.1021/nn403384k 　

ISSN：1936-0851

eISSN：1936-086X
Mechanism of Cell Interactions with Water-Dispersed Carbon Nanohorns 査読有り

Tatsuya Murakami, Masashi Nakatani, Masahiro Kokubo, Hirotaka Nakatsuji, Mami Inada, Hiroshi Imahori, Masako Yudasaka, Sumio Iijima, Kunihiro Tsuchida

NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY LETTERS　5　(3)　402-407　2013年3月

DOI： 10.1166/nnl.2013.1544 　

ISSN：1941-4900

eISSN：1941-4919
Photodynamic and Photothermal Effects of Semiconducting and Metallic-Enriched Single-Walled Carbon Nanotubes 査読有り

Tatsuya Murakami, Hirotaka Nakatsuji, Mami Inada, Yoshinori Matoba, Tomokazu Umeyama, Masahiko Tsujimoto, Seiji Isoda, Mitsuru Hashida, Hiroshi Imahori

JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　134　(43)　17862-17865　2012年10月

DOI： 10.1021/ja3079972 　

ISSN：0002-7863

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MISC 4

わこうどの声ナノ・マイクロ多孔炭素材料の新しい応用展開を目指して

中辻博貴

炭素　2024　(305)　46-46　2024年1月

DOI： 10.7209/tanso.2024.66 　
2,5-ビスヒドロキシメチルフランのシクロペンテノン化合物への水中変換

中辻博貴, 神島尭明, 野中利之, 小関良卓, 笠井均

日本化学会春季年会講演予稿集(Web)　102nd　2022年
体の中の構造を再現するための三次元培養の挑戦あれこれ

中辻博貴

生物工学会誌　96　(7)　2018年

ISSN： 0919-3758
プラズモンナノ材料による脂質二重膜構造・機能の光制御

村上達也, 村上達也, 中辻博貴

レーザー研究　45　(11)　2017年

ISSN： 0387-0200

書籍等出版物 1

Nanomedicines for Effective Cancer Therapy

Hitoshi Kasai, Hiroshi Uji-i, Johan Hofkens

Springer　2024年10月

ISBN: 9789819752881

講演・口頭発表等 25

Biocompatible and aqueous-stable honeycomb monolith for cell culture scaffold

吸着－ゼオライト合同研究発表会（第37回日本吸着学会研究発表会、第40回ゼオライト研究発表会）　2024年12月3日
Multifunctional Carbon Monolith with Enhanced Strength and Low Pressure Loss

吸着－ゼオライト合同研究発表会（第37回日本吸着学会研究発表会、第40回ゼオライト研究発表会）　2024年12月2日
ジアルデヒドで架橋した多孔性フラーレンポリマーの表面機能

中辻博貴, 高月瑛, 吉井丈晴, 道信剛志, 藤木翔吾, 笹野祐介, 岩淵好治, 西原洋知

吸着－ゼオライト合同研究発表会（第37回日本吸着学会研究発表会、第40回ゼオライト研究発表会）　2024年12月3日
elective amino functionalization of the inner wall of giant hollow carbon tubes

第51回炭素材料学会年会　2024年11月27日
Size-selective separation of exosomes using porous electrodes

Hiroshi Yuzawa, Hongyu Liu, Pan Zhengze, Hirotaka Nakatsuji, Yoshikazu Tanaka, Takao Yasui, Hirotomo Nishihara

Tohoku University & National Taipei University of Technology 2024 Joint Symposium (7th TU-TaipeiTech JS )　2024年11月26日
Biocompatible honeycomb monolith as a scaffold for parallelly aligned tissue regeneration

日本バイオマテリアル学会シンポジウム2024　2024年10月28日
Dispersibility and cytotoxicity of size-controllable giant hollow carbon tubes modified by surfactant

日本バイオマテリアル学会シンポジウム2024　2024年10月28日
Aqueous dispersibility and cytotoxicity of surfactant adsorbed giant hollow carbon tubes

Peng Wang, Hirotaka Nakatsuji, Hirotomo Nishihara

The 9th Pacific Basin Conference on Adsorption Science and Technology　2024年9月26日
Biocompatible honeycomb monolith with micro-meter-scale straight channels as cell culture scaffold

Mengli Tian, Hirotaka Nakatsuji, Hirotomo Nishihara

The 9th Pacific Basin Conference on Adsorption Science and Technology　2024年9月26日
High Mechanical Strength Carbonized Monolith for Rapid Water Filtration

Minghao Liu, Hirotaka Nakatsuji, Rui Tang, Zheng-Ze Pan, Mao Ohwada, Hirotomo Nishihara

The 9th Pacific Basin Conference on Adsorption Science and Technology　2024年9月26日
Functions of solid nanoporous fullerene polymer cross linked with dialdehydes

Hirotaka Nakatsuji, Akira Takatsuki, Takeharu Yoshii, Tsuyoshi Michinobu, Shogo Fujiki, Yusuke Sasano, Yoshiharu Iwabuchi, Hirotomo Nishihara

The 9th Pacific Basin Conference on Adsorption Science and Technology　2024年9月26日
Development of porous electrodes for size separation of exosomes

H. Yuzawa, L. Hongyu, Z. Pan, H. Nakatsuji, Y. Tanaka, T. Yasui, H. Nishihara

AtomDeC4th International Symposium　2024年8月1日
Inner surface selective amino functionalization of giant hollow carbon tubes

Peng Wang, Hirotaka Nakatsuji, Hirotomo Nishihara

AtomDeC4th International Symposium　2024年8月2日
Biocompatible honeycomb monolith as muscle tissue engineering scaffold

Mengli Tian, Hirotaka Nakatsuji, Hirotomo Nishihara

AtomDeC4th International Symposium　2024年8月2日
High-Strength and Low-Density Carbon Monolith for Rapid Water Purification

Minghao Liu, Hirotaka Nakatsuji, Rui Tang, Zheng-Ze Pan, Mao Ohwada, Hirotomo Nishihara

AtomDeC4th International Symposium　2024年8月2日
エクソソームをサイズ選択的に捕捉する新規多孔性電極の開発

湯澤浩, 中辻博貴, 田中良和, 正, 西原洋知

第26回先端研究発表会　2024年7月26日
Biocompatible honeycomb monolith containing β-tricalcium phosphate for bone tissue engineering scaffold

第23回多元研究発表会　2023年12月7日
Enhanced Structural Integrity of Porous Carbon Monoliths with Aligned Microchannels

第50回炭素材料学会年会　2023年11月29日
Biocompatibility of size-controllable giant hollow carbon tubes

第50回炭素材料学会年会　2023年11月29日
Size-controllable Giant Hollow Carbon Tubes for bio application

第3回マテリアル・計測ハイブリッド研究センター若手フォーラム　2023年11月7日
Fabrication of Highly Permeable Carbon Honeycomb Monolith with Micro-Chennel Sizes

第3回マテリアル・計測ハイブリッド研究センター若手フォーラム　2023年11月7日
Biocompatible honeycomb monoliths with micro-meter-scale straight channels

Mengli, Tian, Hirotaka, Nakatsuji, Hirotomo, Nishihara

International Syposium for the 80th Anniversary of Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan　2023年9月8日
Mechanically Tough Carbon Monoliths with Aligned Micro-Channels

Minghao, Liu, Rui, Tang, Mao, Ohwada, Hirotaka, Nakatsuji, Zheng-Ze, Pan, Hirotomo, Nishihara

International Syposium for the 80th Anniversary of Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan　2023年9月10日
Aqueous dispersion stability and biocompatibility of size-controllable giant hollow carbon tubes modified by surfactant

Peng, Wang, Hirotaka, Nakatsuji, Hirotomo, Nishihara

International Syposium for the 80th Anniversary of Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan　2023年9月8日
Biocompatibility of size-controllable giant hollow carbon tubes modified by surfactant

第60回炭素材料夏季セミナー　2023年9月4日

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産業財産権 2

細胞培養用シート並びに三次元組織体及びその製造方法

北野史朗, 入江新司, 松▲崎▼ 典弥, 中辻博貴

産業財産権の種類: 特許権
細胞構造体及びその製造方法

北野史朗, 入江新司, 松▲崎▼ 典弥, 中辻博貴, 小倉正恒, 斯波真理子

産業財産権の種類: 特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 1

高密度な細胞外マトリックスを持つ革新的な正常・動脈硬化三次元血管壁モデルの創製競争的資金

中辻博貴

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grant-in-Aid for Research Activity start-up

2017年8月～ 2019年3月

担当経験のある科目(授業) 1

固体材料設計学　東北大学

社会貢献活動 1

京都大学ラーニングラウンジ

2016年8月3日～ 2016年8月3日

メディア報道 1

京大、遺伝子を細胞内に運び数秒の光照射で発現させる金ナノ粒子技術を開発

日本経済新聞

2017年7月

メディア報道種別: 新聞・雑誌