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Design and evaluation of folate-appended cyclodextrin as a tumor-selective drug carrier

Research Project

Project/Area Number 16K08198
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Physical pharmacy
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

MOTOYAMA KEIICHI  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 准教授 (50515608)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsシクロデキストリン / 抗がん剤 / ドラッグデリバリー / 抗がん剤キャリア / 葉酸 / 薬学
Outline of Final Research Achievements

In the present study, to expand the application of folate-conjugated M-β-CyD (FAn-M-β-CyD) for cancer chemotherapy, we evaluated the potential of FAn-M-β-CyD as a tumor-targeting anticancer drug carriern. FAn-M-β-CyD formed an inclusion complex with doxorubicin (DOX) with a high stability constant. Antitumor activity of DOX was increased by the complexation with FAn-M-β-CyD in KB cells, a folate receptor-α (FR-α)-expressing cell line. Also, FA-M-β-CyD increased antitumor activity of paclitaxel, but not 5-fluorouracil. Furthermore, FAn-M-β-CyD enhanced cellular uptake of DOX through a complexation in KB cells, compared to FA-β-CyD and M-β-CyD. The DOX/FAn-M-β-CyD complex markedly showed high antitumor activity, compared to DOX alone and DOX/M-β-CyD complex, after an intravenous administration to FR-α-expressing tumor cell-bearing mice. These findings suggest that FAn-M-β-CyD is useful as a tumor-selective carrier for anticancer drugs.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で対象とする FAn-M-β-CyD は我々オリジナルの化合物であり、次のような特性を有する。1) 分子量が5000以下のシンプルな構造を有し、製造コストが安価である、2) FR を介して腫瘍細胞選択的に取込まれる、3) 葉酸は健康食品にも使用され、かつ本研究で使用する CyD は既に臨床応用されていることから、安全性が高い、4)CyD に導入する薬物を疾患に応じて変更可能である、5) 蛍光物質を付加させることにより、癌の画像診断に応用可能であるなどの多くの利点を有する。本研究で得られた成果は、基礎研究のみならず、臨床応用の可能性も有している。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Dual targeting system by supramolecular complex of folate-conjugated methyl-β-cyclodextrin with adamantane-grafted hyaluronic acid for the treatment of colorectal cancer2018

    • Author(s)
      Elamin Kaled Mohamed, Keiichi Motoyama, Taishi Higashi, Yuki Yamashita, Azumi Tokuda, Hidetoshi Arima
    • Journal Title

      Int J Biol Macromol

      Volume: 113 Pages: 386-394

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2018.02.149

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Supramolecular Complex of Methyl-β-cyclodextrin with Adamantane-Grafted Hyaluronic Acid as a Novel Antitumor Agent2018

    • Author(s)
      Elamin Kaled Mohamed, Yuki Yamashita, Tishi Higashi, Keiichi Motoyama, Hidetoshi Arima
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 66 Issue: 3 Pages: 277-285

    • DOI

      10.1248/cpb.c17-00824

    • NAID

      130006407038

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Induction of mitophagy-mediated antitumor activity with folate-appended methyl-β-cyclodextrin2017

    • Author(s)
      Kameyama K1, Motoyama K1, Tanaka N1, Yamashita Y1, Higashi T1, Arima H
    • Journal Title

      Int J Nanomedicine

      Volume: 12 Pages: 3433-3446

    • DOI

      10.2147/ijn.s133482

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Induction of Mitophagy-mediated Antitumor Activity with Folate-appended Methyl-β-cyclodextrin2017

    • Author(s)
      Kazuhisa Kameyama, Keiichi Motoyama, Nao Tanaka, Yuki Yamashita, Taishi Higashi, Hidetoshi Arima
    • Journal Title

      International Journal of Nanomedicine

      Volume: 印刷中

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 葉酸クラスター型シクロデキストリンを用いたイリノテカンのがん細胞選択的デリバリー2019

    • Author(s)
      本山敬一、山下佳士、弘津辰徳、服部憲治郎、小野寺理沙子、東大志、有馬英俊
    • Organizer
      日本薬学会第139年会、千葉、3/20-3/23
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  • [Presentation] アダマンタン修飾 HSA とのホスト-ゲスト相互作用を利用した葉酸修飾メチル-β-シクロデキストリンの抗腫瘍効果の増強2018

    • Author(s)
      本山敬一、山下有希、東 大志、有馬英俊
    • Organizer
      日本薬剤学会第33年会、静岡、5/30-6/1
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  • [Presentation] Mitophagy-mediated Tumor Cell Death Caused by Folate-appended Methyl-β-cyclodextrin2018

    • Author(s)
      本山敬一、山下有希、東 大志、有馬英俊
    • Organizer
      ACHEMA2018、ドイツ、フランクフルト、6/11-6/15
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  • [Presentation] アダマンタン修飾 HSA との超分子複合体形成を利用した葉酸修飾メチル-β-シクロデキストリンの血中滞留性の改善2018

    • Author(s)
      本山敬一、山下有希、東 大志、有馬英俊
    • Organizer
      第34回日本DDS学会、長崎、6/21-6/22
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  • [Presentation] 葉酸修飾メチル-β-シクロデキストリンの抗腫瘍効果誘導に及ぼすミトコンドリア機能障害の関与2017

    • Author(s)
      山下有希、田中奈歩、本山敬一、東 大志、有馬英俊
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      第 33 回日本 DDS 学会学術集会、京都、7/6-7 (2017).
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  • [Presentation] 葉酸修飾メチル-β-シクロデキストリンによるミトコンドリア由来活性酸素種の増強を介したオートファジー誘導機構2017

    • Author(s)
      本山敬一、山下有希、東 大志、有馬英俊
    • Organizer
      第70回日本酸化ストレス学会学術集会、つくば
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  • [Presentation] 葉酸修飾メチル-β-シクロデキストリンによるミトコンドリアを標的とした抗腫瘍効果の誘導2017

    • Author(s)
      山下有希、田中奈歩、本山敬一、東 大志、有馬英俊
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会第 17 回シンポジウム、大阪
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  • [Presentation] 葉酸修飾メチル-β-シクロデキストリンによるがん細胞選択的なミトコンドリア機能障害を介した抗腫瘍効果2017

    • Author(s)
      本山敬一、山下有希、東 大志、有馬英俊
    • Organizer
      日本薬剤学会第32年会、埼玉
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  • [Presentation] Mitophagy-mediated Novel Cell Death Induced by Folate-appended Methyl-β-cyclodextrin2017

    • Author(s)
      K. Motoyama, Y. Yamashita, T. Higashi, H. Arima
    • Organizer
      Drug Discovery & Therapy World Congress 2017, Boston, USA
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      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 10.葉酸修飾メチル-β-シクロデキストリンによるマイトファジーを介した抗腫瘍活性の誘導2016

    • Author(s)
      亀山和久、山下有希、田中奈歩、本山敬一、東 大志、有馬英俊
    • Organizer
      第 33 回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2016-12-03
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 13.葉酸修飾メチル-β-シクロデキストリンによるミトコンドリア機能障害を介した抗腫瘍効果の誘導2016

    • Author(s)
      山下有希、田中奈歩、本山敬一、東 大志、有馬英俊
    • Organizer
      第38回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋市立大学大学
    • Year and Date
      2016-11-17
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 78.シクロデキストリンを基盤分子とした癌治療 DDS に関する研究2016

    • Author(s)
      本山敬一
    • Organizer
      日本薬剤学会第 31 年会
    • Place of Presentation
      長良川国際会議場、岐阜
    • Year and Date
      2016-05-19
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      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 31.がん細胞選択的抗がん剤キャリアとしての葉酸修飾シクロデキストリンの有用性評価2016

    • Author(s)
      桑野いづみ、岡松文香、小野寺理沙子、腰越崇裕、島田悌孝、服部憲治郎、竹内知子、本山敬一、東 大志、有馬英俊
    • Organizer
      第6回日本バイオマテリアル学会九州講演会
    • Place of Presentation
      熊本大学薬学部
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 49.腫瘍特異的な各種抗がん剤/葉酸化シクロデキストリン複合体による抗腫瘍活性評価2016

    • Author(s)
      桑野いづみ、岡松文香、小野寺理沙子、腰越崇裕、島田悌孝、服部憲治郎、竹内知子、本山敬一、東 大志、有馬英俊
    • Organizer
      第7回シクロデキストリンワークショップ
    • Place of Presentation
      熊本大学薬学部
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  • [Remarks] 熊本大学製剤設計学分野ホームページ

    • URL

      http://www.pharm.kumamoto-u.ac.jp/Labs/seizai/index.html

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  • [Remarks] 熊本大学大学院生命科学研究部製剤設計学分野ホームページ

    • URL

      http://www.pharm.kumamoto-u.ac.jp/Labs/seizai/index.html

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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