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脂質膜搭載素子の機能発動・解離を時空間的に制御する多重膜遺伝子ナノキャリアの創製

Research Project

Project/Area Number 14J02588
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical pharmacy
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

田中 浩揮  北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsナノ粒子 / ドラッグデリバリーシステム / 腫瘍 / 炎症部位 / 抗がん剤 / 体内動態 / 細胞内動態 / 体内動態解析 / リポソーム
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、低分子医薬品や機能性核酸をその作用部位へ送達するため、「体内動態・細胞内動態制御素子の機能発動・解離を時空間的に制御可能なドラッグデリバリーシステム(DDS)」の構築を目指した。
第一年度では、核酸等を封入する『コア粒子』が、細胞内取り込みやエンドソーム脱出を担う『サテライト粒子』に取り巻かれた構造を持つNano-sized Satellite-type Organized Lipid-nanoparticle Assembly(Nano-SOLA)を開発した。本キャリアは二種の粒子が核酸の二本鎖形成により複合体化されており、機能性素子の配置制御が可能である。第二年度目では、本複合体を形成するサテライト粒子に着目した。本粒子の物性を蛍光分光学的手法により解明した。
本研究の第三年度目では、サテライト粒子を低分子送達へ応用するため、低分子医薬品の搭載並びに作用部位への送達を試みた。また、血管透過性の亢進が知られる炎症部位に対し粒子送達を試みた。
粒子径制御技術を用いて50nmから180nmまでの大きさの粒子を作り分け、炎症部位に対する送達能を検証した。その結果、全ての粒子で炎症の誘起による粒子集積量の増加が認められた。粒子集積性と炎症の強さを解析したところ、炎症が強いほど粒子が集積しやすくなることが明らかとなった。特に110nm程度の粒子が炎症部位の集積性に最も優れることを明らかとした。
ここまでの結果からサテライト粒子は高い血中滞留性を持ち、腫瘍や炎症部位へ効率的な送達が可能であることが分かっていた。一方、低分子医薬品をナノ粒子に搭載するためにはcLogP値が9程度必要である。低分子医薬品の疎水性を高めるため、環境応答性リンカーによる二量体化を行った。抗がん剤カンプトテシンの二量体化薬はカンプトテシン単体に比べて効果が向上し副作用が提言されることを明らかとした。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Temperature and pH sensitivity of a stabilized self-nanoemulsion formed using an ionizable lipid-like material via an oil-to-surfactant transition.2017

    • Author(s)
      Tanaka H, Oasa S, Kinjo M, Tange K, Nakai Y, Harashima H, Akita H
    • Journal Title

      Colloids Surf B Biointerfaces

      Volume: 151 Pages: 95-101

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2016.11.020

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effect of particle size on their accumulation in an inflammatory lesion in a dextran sulfate sodium (DSS)-induced colitis model.2016

    • Author(s)
      Watanabe A, Tanaka H, Sakurai Y, Tange K, Nakai Y, Ohkawara T, Takeda H, Harashima H, Akita H.
    • Journal Title

      Int J Pharm

      Volume: 509(1-2) Issue: 1-2 Pages: 118-122

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2016.05.043

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 細胞内環境応答性材料(ssPalm)が拓くマルチ創剤基盤:遺伝子/核酸デリバリーを中心として2016

    • Author(s)
      田中浩揮、秋田英万
    • Journal Title

      Drug Delivery System (DDS)

      Volume: 31 Pages: 24-34

    • NAID

      130005147213

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cellular environment-responsive nanomaterials for use in gene and siRNA delivery: molecular design for biomembrane destabilization and intracellular collapse2016

    • Author(s)
      Tanaka Hiroki, Sato Yusuke, Harashima Hideyoshi, Akita Hidetaka
    • Journal Title

      Expert Opinion on Drug Delivery. Taylor & Francis Online

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 中性表面を持つ脂質ナノ液滴の体内動態と低分子薬物送達に関する検討2016

    • Author(s)
      田中浩輝
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会第16回夏期セミナー
    • Place of Presentation
      やすらぎ伊王島(長崎県・長崎市)
    • Year and Date
      2016-09-12
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境感受性脂質からなる微小液滴の体内動態解析2016

    • Author(s)
      田中浩輝
    • Organizer
      日本DDS学会第32回年会
    • Place of Presentation
      グランシップ(静岡県・静岡市)
    • Year and Date
      2016-06-30
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  • [Presentation] 中性表面を持つ脂質ナノ粒子の体内動態に関する検討2016

    • Author(s)
      田中浩揮
    • Organizer
      日本薬剤学会第31回年会
    • Place of Presentation
      長良川国際会議場(岐阜県・岐阜市)
    • Year and Date
      2016-05-19
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内環境感受性脂質からなるナノ粒子のセンシング機能評価2016

    • Author(s)
      田中浩揮、大浅翔、金城政孝、丹下耕太、中井悠太、原島秀吉、秋田英万
    • Organizer
      第25回インテリジェント材料/システムシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京女子医科大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-01-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] pH応答性脂質様物質(ssPalm)を成分に含むナノ構造体の物性評価2015

    • Author(s)
      田中浩揮、秋田英万、丹下耕太、中井悠太、原島秀吉
    • Organizer
      第31回日本DDS学会学術集会
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-07-02
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] pH応答性脂質様物質(ssPalm)を成分に含むナノ構造体の物性評価2015

    • Author(s)
      田中浩揮、秋田英万、丹下耕太、中井悠太、原島秀吉
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会第15回シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都薬科大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-05-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] O/W型エマルション2015

    • Inventor(s)
      原島秀吉、秋田英万、田中浩揮、他4名
    • Industrial Property Rights Holder
      原島秀吉、秋田英万、田中浩揮、他4名
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2015-10-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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