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Development of lipid/calcium carbonate hybrid nanoparticles loaded with genes and drugs

Research Project

Project/Area Number 18K12081
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90120:Biomaterials-related
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

Fumoto Shintaro  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (70380988)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords遺伝子・核酸工学材料 / 遺伝子導入法 / ナノ粒子 / 実験計画法 / 遺伝子導入機構 / 組織中空間分布
Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to develop a simple method to produce gene-loaded lipid/calcium carbonate hybrid nanoparticles (Lions NPs) for application in cancer gene therapy. The particles are designed to efficiently release genes into the cytoplasm by disintegration of calcium carbonate in endosomal acidic pH. For the preparation of Lions NPs, an ethanol injection-based method was devised to form complex nanoparticles in a single step by simply mixing the solutions. The prepared Lions NPs showed high transfection efficiency in the human hepatocellular carcinoma cell line HepG2, comparable to commercially available gene delivery reagents.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究において、エタノール注入法を基盤として遺伝子を搭載した複雑な脂質・炭酸カルシウムナノ粒子を簡便に調製する方法を確立した。エタノール注入法はマイクロ流体工学との相性が良く、マイクロ流体デバイスにより小さなナノ粒子を再現良く調製することができる。本研究でも、マイクロ流体デバイスにより70 nmと小さな脂質・炭酸カルシウムナノ粒子を調製できた。マイクロ流体は連結によるスケールアップが容易であり、本研究の成果は将来的なGMP基準での大量生産における基礎的情報として非常に有益である。また、がん治療法やワクチンなどの開発プラットフォームとして活用が期待される。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Understanding In Vivo Fate of Nucleic Acid and Gene Medicines for the Rational Design of Drugs2021

    • Author(s)
      Fumoto Shintaro、Yamamoto Tsuyoshi、Okami Kazuya、Maemura Yuina、Terada Chisato、Yamayoshi Asako、Nishida Koyo
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 13 Issue: 2 Pages: 159-159

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics13020159

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  • [Journal Article] Co-delivery Systems of Multiple Drugs Using Nanotechnology for Future Cancer Therapy2020

    • Author(s)
      Fumoto Shintaro、Nishida Koyo
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 68 Issue: 7 Pages: 603-612

    • DOI

      10.1248/cpb.c20-00008

    • NAID

      130007867330

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Year and Date
      2020-07-01
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    • Author(s)
      Yoshikawa Naoki、Fumoto Shintaro、Yoshikawa Keiko、Hu Die、Okami Kazuya、Kato Riku、Nakashima Mikiro、Miyamoto Hirotaka、Nishida Koyo
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 12 Issue: 4 Pages: 341-341

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics12040341

    • NAID

      120006988209

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    • Author(s)
      Fumoto Shintaro、Kinoshita Eriko、Ohta Keisuke、Nakamura Kei-ichiro、Hirayama Tasuku、Nagasawa Hideko、Hu Die、Okami Kazuya、Kato Riku、Shimokawa Shojiro、Ohira Naho、Nishimura Koyo、Miyamoto Hirotaka、Tanaka Takashi、Kawakami Shigeru、Nishida Koyo
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 12 Issue: 11 Pages: 1070-1070

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics12111070

    • NAID

      120006980771

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      Eriko Kinoshita, Shintaro Fumoto, Yuta Hori, Naoki Yoshikawa, Hirotaka Miyamoto, Hitoshi Sasaki, Junzo Nakamura, Takashi Tanaka, Koyo Nishida
    • Journal Title

      Biotechnology Reports

      Volume: 24 Pages: e00401-e00401

    • DOI

      10.1016/j.btre.2019.e00401

    • NAID

      120006988358

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    • Author(s)
      Peng Jian Qing、Fumoto Shintaro、Suga Tadaharu、Miyamoto Hirotaka、Kuroda Naotaka、Kawakami Shigeru、Nishida Koyo
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 302 Pages: 42-53

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2019.03.021

    • NAID

      120006987764

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      第37回日本DDS学会学術集会、千葉(オンライン)
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      加藤陸、麓伸太郎、宮元敬天、川上茂、西田孝洋
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  • [Presentation] 遺伝子搭載型脂質・無機塩ナノ粒子のワンステップ形成法:実験計画法による処方設計2021

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      加藤 陸、麓 伸太郎、胡 蝶、岡見 和哉、宮元 敬天、川上 茂、西田 孝洋
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      麓 伸太郎、胡 蝶、岡見 和哉、加藤 陸、宮元 敬天、西田 孝洋
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      日本薬学会第141年会(広島)
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      日本薬学会第141年会(広島)
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      19th Symposium for Gene・Design and Delivery (Chiba)
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  • [Presentation] 多色深部観察に最適な組織透明化試薬Seebest Maxの開発2019

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      第36回日本薬学会九州支部大会(長崎)
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      https://www.nagasaki-u.ac.jp/ja/about/info/science/science220.html

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      http://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/dds/index-j.html

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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