Molecular recognition nanoparticles controlling protein corona composition in vivo

• Project/Area Number: 20K20403
• Project/Area Number (Other): 18H05398 (2018-2019)
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2020); Single-year Grants (2018-2019)
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Takeuchi Toshifumi 神戸大学, 産官学連携本部, 特命教授 (70179612)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北山 雄己哉 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40649745) ; 赤坂 浩亮 神戸大学, 医学部附属病院, 特命助教 (20707161) ; 松本 有 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (80548553)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2020: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2019: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2018: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 分子インプリンティング / ドラッグデリバリーシステム / プロテインコロナ / ナノキャリア / ステルス性 / ナノ粒子

Outline of Research at the Start

本研究では分子インプリンティングを基盤技術とし、分子インプリントナノゲルが投与後その場で、様々な内在性タンパク質を活用してプロテインコロナを制御することで、望みの機能を発現・制御できることを実証し、ナノメディシンのための機能性ナノキャリアとしての可能性を確かなものにすると同時に、ステルス化のための表面修飾なしに生体内動態を制御できる全く新しい概念のナノ材料を提案する。

Outline of Final Research Achievements

By using molecular imprinting method to impart molecular recognition ability to nanomaterials, yielding molecularly imprinted polymer nano particles (MIP-NPs), we have achieved in vivo protein corona control and succeeded in developing the first MIP-NPs that acquire stealth properties through the binding of endogenous proteins.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

内在性タンパク質を認識する分子インプリントポリマーナノ粒子（MIP-NPs）が、血中投与後、血管内で、内在性タンパク質で形成されるプロテインコロナを制御することで、ステルス性を発現することを見出した。ステルス化のための事前の表面修飾なしに生体内動態を制御できる全く新しい概念のDDSナノキャリアとしての可能性を示し、革新的なナノメディシンの基盤技術となることが明らかとなり、学術的な意義は高く、産業的にも新たな技術革新の波及効果が期待される。

Research Products

• [Journal Article] Molecularly imprinted nanogels possessing dansylamide interaction sites for controlling protein corona in situ by cloaking intrinsic human serum albumin (2020)
  • Author(s): Morishita, T., Yoshida, A., Hayakawa, N., Kiguchi, K., Cheubong, C., Sunayama, H., Kitayama, Y., Takeuchi, T.
  • Journal Title: Langmuir Volume: 36 Issue: 36 Pages: 10674-10682
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c00927
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] プロテインコロナ制御可能な血清アルブミンインプリントポリマーナノゲルの生細胞相互作用解析 (2020)
  • Author(s): 北山雄己哉、早川なつき、山田 託也、竹内俊文
  • Organizer: 第69回高分子学会年次大会
• [Presentation] 血清アルブミンインプリントポリマーナノゲルの細胞取り込み解析 (2020)
  • Author(s): 早川なつき、山田託也、高野恵里、北山雄己哉、竹内俊文
  • Organizer: 第80回分析化学討論会