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Development of barrier-permeable temperature-responsive smart nano-eye-drops for drug delivery to the retina

Research Project

Project/Area Number 18K19948
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

Tanaka Yuji  山梨大学, 大学院総合研究部, 特任准教授 (40625513)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大澤 重仁  東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 助教 (30780663)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords温度応答性高分子 / 生体親和性高分子 / オキサゾリン / 眼科治療 / mRNA / 低眼圧症 / 眼圧上昇剤 / バイオマテリアル / 眼科 / 温度応答性材料 / 眼圧調節 / 生体親和性ポリマー / 医工学 / ナノキャリア / ナノ粒子 / ドラッグデリバリー / 点眼 / 温度応答 / 生体バリア
Outline of Final Research Achievements

Research was initiated to utilize polyoxazoline (POx)-modified mRNA nanomicelles, a temperature-responsive biocompatible polymer, in the field of ophthalmology. Various administration conditions were examined with luciferase mRNA, but no efficacy was observed as ophthalmic injection, which had been a challenging issue. Since only intraocular injection was found to be effective, the neuroprotective effect of BDNFmRNA delivery was tested in an optic nerve crush model, but no efficacy was observed. Based on these findings, we focused on the use of POx only and started the development of an intraocular pressure elevator for the treatment of hypotonia, aiming at non-invasive downward adjustment of excessive intraocular pressure by simply cooling the ocular surface using POx, and found effective conditions in house rabbits.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

mRNA治療は研究開始当初臨床実績のない未開拓分野であったが、COVID19ワクチンとして世界中で活用され、今後は治療薬としての臨床研究の展開が期待される。本研究では小動物でmRNA治療の可能性を探索したが有効な活用例を見出すことができなかった。一方、mRNA創薬は飛躍的に進歩しているため、今後の挑戦的研究への活用が期待される。また、本研究では、mRNAキャリアの修飾剤として活用したオキサゾリン(POx)の眼圧上昇剤としての応用を検討した。POxは治験薬の実績のある安全な高分子で利活用が期待される。また対象となる低眼圧症は標準治療法がないため、眼圧上昇剤が実現すれば世界市場を独占できる。

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (5 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Journal Article] Transient rho-associated coiled-coil containing kinase (ROCK) inhibition on human retinal pigment epithelium results in persistent Rho/ROCK downregulation2020

    • Author(s)
      Kitahata Shohei、Ichikawa Hinako、Tanaka Yuji、Inoue Tatsuya、Kadonosono Kazuaki
    • Journal Title

      Biochemistry and Biophysics Reports

      Volume: 24 Pages: 100841-100841

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2020.100841

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      久保明香、大澤重仁、大塚英典
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  • [Presentation] Random copolymer grafting oligo (ethylene glycol)s and zinc complexes with dipicolylamine to design polyplex loading plasmid DNA toward gene delivery2019

    • Author(s)
      東京理科大学 理学部第一部 応用化学科 助教 大澤 重仁 東京理科大学 理学部第一部 応用化学科 教授 大塚 英典
    • Organizer
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      東京理科大学 理学部第一部 応用化学科 助教 大澤 重仁 東京理科大学 理学部第一部 応用化学科 教授 大塚 英典
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      東京理科大学 理学部第一部 応用化学科 助教 大澤 重仁 東京理科大学 理学部第一部 応用化学科 教授 大塚 英典
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      第68回高分子年次大会
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      東京理科大学 理学部第一部 応用化学科 助教 大澤 重仁
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      ACS Spring 2019 National Meeting & Exposition
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    • Int'l Joint Research
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      大澤重仁、長田健介、大塚英典、片岡一則
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      第28回バイオ・高分子シンポジウム
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  • [Remarks] 山梨大学先端応用医学講座ホームページ

    • URL

      https://abr.yamanashi.ac.jp/?page_id=40

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 温度制御により薬効解消可能な眼圧上昇剤2021

    • Inventor(s)
      田中佑治 柏木賢治 大澤重仁
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      国立大学法人山梨大学、学校法人東京理科大学
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      特許
    • Filing Date
      2021
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      田中佑治、柏木賢治
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      田中佑治、柏木賢治
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      特許
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      2020-181848
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      2020
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 高分子金属錯体及びその製造法2018

    • Inventor(s)
      大澤重仁、大塚英典、黒川颯介
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人東京理科大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-230395
    • Filing Date
      2018
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      2018 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 包埋用ゲルでの生体試料の包埋を補助するための空間を備える医療用デバイス2018

    • Inventor(s)
      田中佑治
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人山梨大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-048434
    • Filing Date
      2018
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      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-07-25   Modified: 2024-01-30  

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