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Fabrication of drug delivery systems targeting muscle tissues

Research Project

Project/Area Number 18K18379
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 90120:Biomaterials-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Naito Mitsuru  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任助教 (50755329)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords薬物送達システム / 核酸医薬 / 筋疾患 / 骨格筋標的 / DDS / 筋肉 / ナノマシン / 筋ジストロフィー / 骨格筋 / 心筋 / 治療
Outline of Final Research Achievements

In this grant program, I fabricated a muscular tissues (skeletal muscle and heart muscle) targeted oligonucleotide delivery system by precisely modulating molecular hydrodynamic diameter of the delivery system. As a result, I successfully I confirmed that newly synthesized hydrophilic polymers with 10 to 15 nm in diameter showed both suppressed kidney elimination compared with below that with 10 nm in diameter and enhanced extravasation into muscular tissues compared with over 15 nm in diameter. These results indicates that the newly synthesized size-tuning system is a promising platform for muscular targeted drug delivery. Moreover, I loaded oligonucleotide therapeutics (siRNA) to the delivery system with sub-20 nm in diameter, and the siRNA-loaded delivery system demonstrated 6 times high accumulation amount compared with naked siRNA.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

重度の筋疾患は運動機能や心肺機能の著しい低下を伴う致死性の高い難治性疾患であり、アンメットメディカルニーズとして治療方法の開発が強く求められている。本研究は、筋疾患への新たな治療戦略を提案するものであり、社会的意義は極めて高い。また、近年の抗体医薬や核酸医薬などの中分子医薬の研究開発の進展に伴い、中分子医薬品と同程度のサイズをもつ薬剤(またはそのDDS)の体内分布に関する体系的な研究が求められている。この点においても、本研究は中分子医薬品の分子サイズ域を含む分子の体内動態分布を明らかにする技術開発であり、薬理学的に今後の医薬品開発において極めて重要な知見となるものである。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (37 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 2 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Structural tuning of oligonucleotides for enhanced blood circulation properties of unit polyion complexes prepared from two-branched poly(ethylene glycol)-block-poly(l-lysine)2021

    • Author(s)
      Naito Mitsuru、Chaya Hiroyuki、Toh Kazuko、Kim Beob Soo、Hayashi Kotaro、Fukushima Shigeto、Nagata Tetsuya、Yokota Takanori、Kataoka Kazunori、Miyata Kanjiro
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 330 Pages: 812-820

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2021.01.001

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    • Author(s)
      Kim Beob Soo、Naito Mitsuru、Chaya Hiroyuki、Hori Mao、Hayashi Kotaro、Min Hyun Su、Yi Yu、Kim Hyun Jin、Nagata Tetsuya、Anraku Yasutaka、Kishimura Akihiro、Kataoka Kazunori、Miyata Kanjiro
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 21 Issue: 10 Pages: 4365-4376

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.0c01192

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    • Author(s)
      Beob Soo Kim, Mitsuru Naito, Rimpei Kamegawa, Hyun Jin Kim, Ryo Iizuka, Takashi Funatsu, Shingo Ueno, Takanori Ichiki, Akihiro Kishimura, Kanjiro Miyata
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 56 Issue: 66 Pages: 9477-9480

    • DOI

      10.1039/d0cc01750g

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    • Author(s)
      Mitobe Yuichi、Ikeda Kazuhiro、Sato Wataru、Kodama Yukinobu、Naito Mitsuru、Gotoh Noriko、Miyata Kanjiro、Kataoka Kazunori、Sasaki Hitoshi、Horie‐Inoue Kuniko、Inoue Satoshi
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 1 Issue: 7 Pages: 1-20

    • DOI

      10.1111/cas.14498

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    • Author(s)
      Kim Beob Soo、Osawa Shigehito、Yum Jongmin、Naito Mitsuru、Miyata Kanjiro
    • Journal Title

      Bioconjugate Chemistry

      Volume: 31 Issue: 5 Pages: 1320-1326

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.0c00238

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      M. Naito, Y. Otsu, R. Kamegawa, K. Hayashi, S. Uchida, H. -J. Kim, K. Miyata
    • Journal Title

      Sci. Technol. Adv. Mater.

      Volume: 20 Issue: 1 Pages: 105-115

    • DOI

      10.1080/14686996.2019.1569818

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      Y. Yi, H. J. Kim, M. Zheng, P. Mi, M. Naito, B. S. Kim, H. S. Min, K. Hayashi, F. Perche, K. Toh, X. Liu, Y. Mochida, H. Kinoh, H. Cabral, K. Miyata, K. Kataoka
    • Journal Title

      J. Control. Release

      Volume: 295 Pages: 268-277

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2019.01.006

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      N. Yoshinaga, S. Uchida, M. Naito, K. Osada, H. Cabral, K. Kataoka
    • Journal Title

      Biomaterials

      Volume: 197 Pages: 255-267

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2019.01.023

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      Min Hyun Su、Kim Hyun Jin、Ahn Jooyeon、Naito Mitsuru、Hayashi Kotaro、Toh Kazuko、Kim Beob Soo、Matsumura Yasuhiro、Kwon Ick Chan、Miyata Kanjiro、Kataoka Kazunori
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 19 Issue: 6 Pages: 2320-2329

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.8b00507

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      佐野允哉, 赤木大輔, 内藤瑞, 遠藤貴士, 露木翔太, 前野竜平, 大片慎也, 花田和正, 大橋雄一, 福原菜摘, 宮原和洋, 赤井隆文, 松倉満, 伊佐治寿彦, 高山利夫, 宮田完二郎, 保科克行
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      茶谷洋行, 渡邉秀美代, 林光太朗, 藤加珠子, キム ヒョンジン, 内藤瑞, キム ボブス, 片岡一則, 宮田完二郎
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      佐野允哉, 赤木大輔, 内藤瑞, 遠藤貴士, 露木翔太, 前野竜平, 大片慎也, 花田和正, 大橋雄一, 福原菜摘, 宮原和洋, 赤井隆文, 松倉満, 伊佐治寿彦, 高山利夫, 宮田完二郎, 保科克行
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      佐野允哉, 赤木大輔, 内藤瑞, 遠藤貴士, 露木翔太, 前野竜平, 大片慎也, 花田和正, 大橋雄一, 福原菜摘, 宮原和洋, 赤井隆文, 松倉満, 伊佐治寿彦, 高山利夫, 宮田完二郎, 保科克行
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      茶谷洋行, 内藤瑞, 藤加珠子, キム ボブス, 林光太朗, 福島重人, 片岡一則, 宮田完二郎
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      佐野允哉, 赤木大輔, 内藤瑞, 遠藤貴士, 露木翔太, 前野竜平, 大片慎也, 花田和正, 大橋雄一, 福原菜摘, 宮原和洋, 赤井隆文, 松倉満, 伊佐治寿彦, 高山利夫, 宮田完二郎, 保科克行
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      内藤 瑞、吉永 直人、石井 武彦、松元 亮、宮原 裕二、宮田 完二郎、片岡 一則
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      内藤 瑞、吉永 直人、松元 亮、宮原 裕二、宮田 完二郎、片岡 一則
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Published: 2018-04-23   Modified: 2025-03-27  

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