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Development of fusion materials based on glycoproteins and synthetic polymers for delivery system of biopharmaceutics

Research Project

Project/Area Number 20K15344
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 35020:Polymer materials-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Nakahata Masaki  大阪大学, 理学研究科, 助教 (40755641)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywordsバイオ医薬品 / ムチン / ボロン酸 / ハイブリッド材料 / ヒドロゲル / 細胞 / 腸内細菌 / 糖タンパク質
Outline of Research at the Start

本研究では、バイオ医薬品のDDSに向けた材料として、分子認識部位を有する糖タンパク質(ムチン)をキー化合物とした高分子ハイブリッド材料を開発する。可逆的な結合を介して糖タンパク質を材料骨格に組み込むことで、材料内へのバイオ医薬品の内包と標的部位への送達、温和な刺激に応答した徐放を可能とする。研究期間は二年間とし、一年目には基盤となる材料の合成と物性のチューニングを行う。二年目にはバイオ医薬品の内包と徐放を in vitro で行えることを実証し、翌年以降の in vivo での応用および概念の一般化に向けた基盤を創出する。

Outline of Final Research Achievements

In this work, we proposed a polymeric hybrid material consisting of mucin cross-linked with polymers having molecular recognition sites by reversible bonds, with a view to developing a new drug carrier material for biopharmaceuticals. In vitro experiments indicated non-toxicity of the material, and its interaction with various cells were summarized and published as a paper. These findings demonstrated the effectiveness of the material design in this work. Furthermore, we were able to establish a foundation for further applications beyond the scope of the initial plan, which is ongoing.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バイオ医薬品は従来の低分子医薬品と比較して治療効果が高いが、その多くは化学的安定性が低いために、低分子医薬品と同様の製剤・投与方法では容易に失活してしまう。薬剤治療における患者のQOL向上のためには、必要な量を・必要な場所で・必要なタイミングでリリースする材料が有効であるが、バイオ医薬品の品質を担保し、温和な外部刺激のみを用いるという制約のもとでは、根本的にシステムを設計し直す必要がある。本研究の成果は、バイオ医薬品に対する新しい DDS キャリア候補となる材料を創出しうるものであり、バイオ医薬品のキャリアに求められる要素を同時に満たし、現状の課題を一挙に解決するための礎となるものである。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020 Other

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

  • [Int'l Joint Research] ハイデルベルク大学(ドイツ)

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  • [Journal Article] One-Step Synthesis of Gelatin-Conjugated Supramolecular Hydrogels for Dynamic Regulation of Adhesion Contact and Morphology of Myoblasts2022

    • Author(s)
      Hayashi Kentaro、Matsuda Mami、Mitake Nodoka、Nakahata Masaki、Munding Natalie、Harada Akira、Kaufmann Stefan、Takashima Yoshinori、Tanaka Motomu
    • Journal Title

      ACS Applied Polymer Materials

      Volume: 4 Issue: 4 Pages: 2595-2603

    • DOI

      10.1021/acsapm.1c01902

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    • Author(s)
      Nakahata Masaki、Tominaga Naoki、Saito Keishi、Nishiyama Keita、Tanino Yuya、Saiki Kiyoshiro、Kojima Masaru、Sakai Shinji
    • Journal Title

      Macromolecular Bioscience

      Volume: 22 Issue: 6 Pages: 2200055-2200055

    • DOI

      10.1002/mabi.202200055

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  • [Journal Article] “生きている”建築材料-光合成細菌を生きたまま埋め込んだ構造材料”2021

    • Author(s)
      中畑雅樹
    • Journal Title

      化学

      Volume: 76 Pages: 64-65

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    • Organizer
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2021)
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      齋藤圭史, 中畑雅樹, 小嶋 勝, 境 慎司
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      中畑雅樹, 齋藤圭史, 小嶋 勝, 境 慎司
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      中畑雅樹
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    • Invited
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    • Author(s)
      中畑雅樹
    • Organizer
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    • Invited
  • [Remarks] Masaki Nakahata

    • URL

      https://masakinskywalker.wixsite.com/home

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Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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