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Development of novel therapeutic system for Alzheimer's disease using foreign body response to nanoparticles

Research Project

Project/Area Number 19K15364
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Ohta Seiichi  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40723284)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 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: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsアミロイドβ / 医用ナノ粒子 / バイオマーカー / ターゲティング / アルツハイマー病 / アミロイドベータ / 生体分子標識 / ドラッグデリバリー / ナノ粒子 / アルツハイマー / ミクログリア / 血液脳関門
Outline of Research at the Start

本研究では、生体による人工物の排除機構を巧みに利用・制御し、ナノ粒子を用いた新規アルツハイマー病治療法を開発する。ナノ粒子を薬物送達に使用する際には粒子が免疫系に”ゴミ”として認識され貪食されてしまうことが課題であった。本研究ではこれを逆手にとり、アルツハイマー病の原因とされるAβにナノ粒子を特異的に結合させ、Aβと共にミクログリア細胞に効率的に除去させることを狙う。さらに、脳への異物の侵入を妨げている血液脳関門(BBB)を収束超音波によって一時的に開通させることで、粒子の効率的な送達を行う。上記2つの手法により、安価でかつ高効率なアルツハイマー病治療法の創製を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Use of nanoparticles for drug delivery has been straggling with the foreign body response from immune system. By turning this challenge into advantage, we aimed to develop a novel therapeutic system for Alzheimer’s disease via targeting nanoparticles to Aβ, considered as an origin of Alzheimer’s disease, to enhance its elimination by immune system. Congo-red (CR), clinically available Aβ-binding dye, was modified to the surface of gold nanoparticles to render the Aβ targeting ability. The obtained particles successfully bound to Aβ aggregates, dissociated them, and enhanced their uptake by immune cells via phagocytosis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アルツハイマー病の治療薬として抗Aβ抗体が期待されている一方、その治療効果はまだ十分とは言えず、さらに抗体の価格が高いことも課題点として挙げられる。本研究で開発されたAβ標的ナノ粒子は、抗Aβ抗体に代わる、新たな概念のアルツハイマー病の治療薬として期待される。さらに、本研究で用いたCR及びAuNPはともに臨床での使用実績があり安価であるため、臨床へのスムーズな実装が期待される。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2020 2019

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

  • [Journal Article] Investigating the optimum size of nanoparticles for their delivery into the brain assisted by focused ultrasound-induced blood?brain barrier opening2020

    • Author(s)
      Ohta Seiichi、Kikuchi Emi、Ishijima Ayumu、Azuma Takashi、Sakuma Ichiro、Ito Taichi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 18220-18220

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75253-9

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Characterizing the protein corona of sub-10 nm nanoparticles2019

    • Author(s)
      2.Dylan Glancy, Yuwei Zhang, Jamie L. Y. Wu, Ben Ouyang, Seiichi Ohta, and Warren C. W. Chan
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: - Pages: 102-110

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2019.04.023

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 生体をシステムとして捉えた医療診断用ナノ粒子の開発2020

    • Author(s)
      太田誠一
    • Organizer
      化学工学会 第51回秋季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 生体をシステムとして捉えた診断・治療用ナノ粒子の開発2020

    • Author(s)
      太田誠一
    • Organizer
      日本学術振興会 プロセスシステム工学第143委員会 令和2年度第1回研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 光機能性ナノ粒子を基盤とした次世代診断システムの開拓2020

    • Author(s)
      太田誠一
    • Organizer
      次世代医療技術研究会 第3回 情報交換会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] アルツハイマー病治療を目指したアミロイドβ標的金ナノ粒子の開発2020

    • Author(s)
      太田誠一・小野村知之・伊藤大知
    • Organizer
      化学工学会 第85年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Size-dependent delivery of nanoparticles to brain assisted by focused ultrasound-induced BBB opening2019

    • Author(s)
      Seiichi Ohta, Emi Kikuchi, Ayumu Ishijima, Etsuko Kobayashi, Takashi Azuma, Ichiro Sakuma, Taichi Ito
    • Organizer
      Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2022-01-27  

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