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新規な構造転移型脂質デバイスの設計

Research Project

Project/Area Number 18J13337
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

坂本 和歌子  東京工業大学, 生命理工学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords膜融合ペプチド / カチオン性くし型共重合体 / 脂質膜 / ドラッグデリバリーシステム
Outline of Annual Research Achievements

核酸やペプチドなどの高分子医薬は細胞内で効果を発現するものが多く、効果的な細胞内輸送システムが不可欠である。脂質膜を不安定化させるツールとして、E5ペプチドが知られている。 E5は酸性条件で両親媒性ヘリックスに構造転移し、膜融合・膜破壊能を発現する。しかし、E5が示す疎水性の高さは、凝集に伴って活性の低下を引き起こすという問題があった。そこで既に、カチオン性主鎖に親水性側鎖を有するカチオン性くし型共重合体がE5に対する人工分子シャペロンとして有用であると明らかにしてきた。具体的には、ポリアリルアミン-graft-デキストランがE5と可溶な複合体を形成し、酸性条件だけでなく中性条件でさえもE5の構造転移を誘起し、膜破壊能を顕著に高めることを報告してきた。本研究課題は、pH応答性くし型共重合体と膜融合ペプチドの複合体を設計し、これをリポソームに搭載することで、自律的にリポソーム-細胞間の膜融合を制御可能な構造転移型脂質デバイスの創製を目指すものである。本年度の研究内容としては当初の研究計画とは異なり、ペプチドに対するシャペロン活性を持つくし型共重合体を細胞膜へ固定化し、その活性を評価した。ステアリル基導入くし型共重合体は細胞膜に比較的安定して存在し、ペプチドをその膜上で特異的に活性化可能であると明らかになった。これらの知見は、当初計画されていたリポソーム-細胞間の膜融合の制御だけでなく、標的細胞内への薬剤輸送や細胞死のプログラミングにおいても有用であると期待される。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Cationic Copolymer‐Chaperoned 2D?3D Reversible Conversion of Lipid Membranes2019

    • Author(s)
      Shimada Naohiko、Kinoshita Hirotaka、Umegae Takuma、Azumai Satomi、Kume Nozomi、Ochiai Takuro、Takenaka Tomoka、Sakamoto Wakako、Yamada Takayoshi、Furuta Tadaomi、Masuda Tsukuru、Sakurai Minoru、Higuchi Hideo、Maruyama Atsushi
    • Journal Title

      Advanced Materials

      Volume: 31 Issue: 44 Pages: 1904032-1904032

    • DOI

      10.1002/adma.201904032

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cationic Copolymers Act As Chaperones of a Membrane-Active Peptide: Influence on Membrane Selectivity2019

    • Author(s)
      Sakamoto Wakako, Masuda Tsukuru, Ochiai Takuro, Shimada Naohiko, Maruyama Atsushi
    • Journal Title

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      Volume: 印刷中 Issue: 11 Pages: 5744-5751

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.8b01582

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Chaperone effect of cationic comb-type copolymers for a membrane fusogenic peptide2019

    • Author(s)
      W. Sakamoto, N. Shimada, A. Maruyama
    • Organizer
      19th Symposium for Gene Design and Delivery
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chaperone effect of cationic comb-type copolymers for an amphiphilic peptide disturbing lipid membranes2019

    • Author(s)
      W. Sakamoto, N. Shimada, A. Maruyama
    • Organizer
      ACS Fall 2019 National Meeting & Exposition
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cationic comb-type copolymers act as chaperones of a membrane fusogenic peptide2019

    • Author(s)
      W. Sakamoto, N. Shimada, A. Maruyama
    • Organizer
      第 68 回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 合成高分子/膜融合ペプチド複合体による生体膜活性化機構の解析2018

    • Author(s)
      坂本 和歌子・増田 造・嶋田 直彦・丸山 厚
    • Organizer
      第34回日本DDS学会学術集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] カチオン性くし型共重合体・膜活性化ペプチド複合体が細胞膜に与える効果2018

    • Author(s)
      坂本 和歌子・落合 拓郎・嶋田 直彦・丸山 厚
    • Organizer
      第67回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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