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Efficient nose-to-brain drug delivery system for drug therapy against neuroinflammation

Research Project

Project/Area Number 19K16465
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionUniversity of Toyama (2021-2022)
Ritsumeikan University (2019-2020)

Principal Investigator

Inoue Daisuke  富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (50550620)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords経鼻投与 / 脳内薬物送達 / 神経変性疾患 / 経鼻投与型製剤 / 神経炎症 / 製剤開発 / 粉末製剤 / 中枢系疾患治療薬 / 中枢系疾患 / Glymphatic system / 薬物送達システム
Outline of Research at the Start

近年、アルツハイマー病などの神経変性疾患の発症に神経炎症が深く関与し、活性化グリア細胞や炎症性物質の集積に起因したアミロイドβなどの老廃物の脳内蓄積が神経疾患を惹起することが強く示唆されており、神経炎症の抑制が神経変性疾患の根治的治療に繋がる可能性が示されている。これまでに、経鼻投与を利用することで脳移行性が低い薬物も鼻腔から脳へ直接送達され、脳実質まで送達できることを示してきた。本研究では、経鼻投与による神経変性疾患の根治的薬物治療法の開発を目指し、抗炎症薬物の脳内送達性を薬物動態解析し、経鼻投与の有用性を実証する。更に、経鼻投与による神経炎症抑制効果及び認知機能改善効果を検証する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, for developing novel therapeutic strategy on the neurodegenerative diseases, the inhibitory effects of anti-inflammatory drugs on neuroinflammation using the nose-to-brain drug delivery system has been investigated. First of all, the formulation development for intranasal application that can achieve efficient drug delivery from the nose to brain was conducted. As a result of preparing solid formulations in various dosage forms, it was found that the powder formulation can improve the dissolution behavior in the nasal mucus and have good nebulization properties. the powder formulation improved the brain delivery of anti-inflammatory drugs after intranasal administration. Currently, it is continuing to investigate the anti-inflammatory effect of neuroinflammation on a LPS-induced model rats using the powder formulation of anti-inflammatory drugs developed in this study.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、現在、根治的治療法がない神経変性疾患に対する治療薬開発に繋がる新規知見を得ている。神経変性疾患は世界的に急増している一方でその治療薬がなく医薬ニーズの極めた高い疾患群である。本研究成果を発展させることで、神経変性疾患の治療を可能にする画期的医薬品の開発を目指している。また、通常の投与方法では脳をはじめとした中枢神経系へ十分量の薬物を送達することは困難であり、低い薬物送達性は中枢神経系疾患に対する治療薬開発の大きな障壁となる。本研究は、実利用可能な脳への薬物送達プラットフォームとして経鼻送達技術を発展できる可能性があり、得られた成果は社会的意義も大きいと考えられる。

Report

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

    (16 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Formulation and In Vitro Characterization of a Vacuum-Dried Drug?Polymer Thin Film for Intranasal Application2022

    • Author(s)
      Inoue Daisuke、Yamashita Ayari、To Hideto
    • Journal Title

      Polymers

      Volume: 14 Issue: 14 Pages: 2954-2954

    • DOI

      10.3390/polym14142954

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of In Vitro Evaluation System for Assessing Drug Dissolution Considering Physiological Environment in Nasal Cavity2022

    • Author(s)
      Inoue Daisuke、Yamashita Ayari、To Hideto
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 14 Issue: 11 Pages: 2350-2350

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics14112350

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of Cerebrospinal Fluid Circulation on Nose-to-Brain Direct Delivery and Distribution of Caffeine in Rats2020

    • Author(s)
      Inoue Daisuke、Furubayashi Tomoyuki、Tanaka Akiko、Sakane Toshiyasu、Sugano Kiyohiko
    • Journal Title

      Molecular Pharmaceutics

      Volume: 17 Issue: 11 Pages: 4067-4076

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.0c00495

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 脳部位別動態解析に基づく経鼻脳薬物送達効率の定量評価及び薬物物性と脳移行性の相関性評価2022

    • Author(s)
      井上大輔, 山下彩里, 田中晶子, 古林呂之, 坂根稔康, 藤秀人
    • Organizer
      日本薬物動態学会第37回年会
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  • [Presentation] Nose to brain drug deliveryを利用した経鼻投与型製剤開発に向けた研究2021

    • Author(s)
      井上大輔
    • Organizer
      日本薬剤学会第36年会
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      山下彩里、井上大輔、田中晶子、古林呂之、坂根稔康、菅野清彦
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      日本薬剤学会第36年会
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  • [Presentation] 真空乾燥による各種抗炎症薬の経鼻投与型製剤の調製と鼻腔内溶出性評価2021

    • Author(s)
      山下彩里、井上大輔、田中晶子、古林呂之、菅野清彦、坂根稔康
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      第37回日本DDS学会学術集会
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  • [Presentation] 難溶性薬物ketoprofenの溶解性改善を目指した経鼻投与型粉末製剤の開発2021

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      山下彩里、井上大輔、田中晶子、古林呂之、菅野清彦、坂根稔康
    • Organizer
      医療薬学フォーラム2021/第29回クリニカルファーマシーシンポジウム
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  • [Presentation] Effect of pH Change in Nasal Mucus on Drug Dissolution from Powder Formulation of Weakly Basic Drugs2021

    • Author(s)
      Daisuke Inoue, Ayari Yamashita, Akiko Tanaka, Tomoyuki Furubayashi, Toshiyasu Sakane
    • Organizer
      2021 AAPS PharmSci360
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 経鼻投与型ゲル製剤の製剤粘性が及ぼす鼻腔内薬物溶出挙動への影響とその定量的評価2021

    • Author(s)
      井上大輔、浅田 優也、山下彩里、田中晶子、古林呂之、坂根稔康
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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  • [Presentation] 経鼻投与型ketoprofen粉末製剤のin vitro鼻粘液溶解性評価2021

    • Author(s)
      山下彩里、井上大輔、菅野清彦
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
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  • [Presentation] 粉末製剤投与後の鼻腔内溶出性を評価可能なin vitro溶出評価システムの開発2020

    • Author(s)
      井上 大輔、野原 悠加、菅野 清彦
    • Organizer
      日本薬剤学会第35年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 神経炎症治療を指向した経鼻投与型ketoprofen粉末製剤の調製2020

    • Author(s)
      山下彩里、井上大輔、植草大河、菅野清彦
    • Organizer
      第36回日本DDS学会学術集会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 動態学的評価に基づく鼻腔から脳脊髄液を介した脳実質への薬物送達機構の解析2020

    • Author(s)
      井上大輔、古林呂之、坂根稔康、菅野清彦
    • Organizer
      第36回日本DDS学会学術集会
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      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Establishment of In Vitro Evaluation System on Intranasal Dissolution for Nasal Powder Formulations2020

    • Author(s)
      Daisuke Inoue, Yuuka Nohara, Kiyohiko Sugano
    • Organizer
      2020 AAPS PharmSci360
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鼻腔内投与後の脳への薬物移行特性の解析:脳の部位別動態に基づく評価2019

    • Author(s)
      井上大輔、田中晶子、湯谷玲子、古林呂之、坂根稔康
    • Organizer
      日本薬剤学会第34年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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