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Development of ultrasound-responsive nanobubbles specialized on heart failure and construction of a disease treatment system

Research Project

Project/Area Number 21H03843
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 90130:Medical systems-related
Research InstitutionTokyo University of Pharmacy and Life Science

Principal Investigator

NEGISHI YOICHI  東京薬科大学, 薬学部, 教授 (50286978)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉川 大和  東京薬科大学, 薬学部, 准教授 (20274227)
高橋 葉子 (遠藤葉子)  東京薬科大学, 薬学部, 講師 (30453806)
濱野 展人  東京薬科大学, 薬学部, 講師 (80708397)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Keywordsナノバブル / 超音波 / 心不全 / DDS / 核酸・遺伝子
Outline of Research at the Start

本研究では、微小気泡の一つとして開発してきた超音波診断造影と薬物・遺伝子導入を可能とするナノバブルに、心筋選択的リガンドを表面修飾し、さらに心不全治療候補核酸医薬を搭載した新規ナノバブルの開発を目指す。本ナノバブルにより、心不全に伴う病態変化を描出する超音波診断イメージング技術を確立するとともに、体外からの治療用超音波照射を併用した心筋病変部位選択的な核酸デリバリーシステムを確立する。心筋機能を改善させる世界初の超音波技術を利用した非侵襲的な心筋指向性超音波応答性ナノバブルの開発を達成し、疾患治療システムの基盤構築を行う。

Outline of Final Research Achievements

In recent years, analysis of heart failure pathology has clarified the targets for drug discovery, and nucleic acid drug therapy has been attracting attention. However, the useful DDS is an urgent issue. In this study, we developed ultrasound-responsive nanobubbles loaded with miRNAs that have the ability to inhibit fibrosis associated with heart failure, and successfully delivered therapeutic miRNAs into the hearts of mouse model of drug-induced chronic heart failure. In fact, the combination of nanobubbles and therapeutic ultrasound irradiation suppressed the expression of fibrosis- and inflammation-related factors in the miRNA-transfected hearts of heart failure models. Therefore, this nanobubble miRNA delivery system is expected to be a useful tool in the treatment of heart failure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

薬剤誘発性慢性心不全モデルマウスを利用した治療研究において、超音波応答性ナノバブルにより、線維化抑制能を有するmiRNAを心臓へと送達させ、実際に機能発現したという結果は、他の循環器疾患治療にも適用可能と考えられる。多様なmiRNAや再生関連因子などのmRNAを組合わせることで治療効率を向上でき、がん治療や再生医療分野における新たな治療システム開発に発展する可能性を秘めている。本研究成果は、超音波診断造影能を有するナノバブルを用いることで、疾患部位の診断と治療の一体化システム (セラノスティクス)の構築に繋がり、学術的及び社会的にも大きな意義があると考えられる

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Presentation (13 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Presentation] LNPと超音波応答性ナノバブル併用による骨格筋・心筋選択的なmRNAデリバリーシステムの構築2024

    • Author(s)
      宮澤つぐみ、中山航史朗、佐々木愛理、竹下敦斗、中澤佳菜子、細井悠暉、田中浩揮、秋田英万、髙橋葉子、根岸洋一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] miRNA-146a搭載ナノバブルと超音波を利用した心不全治療システム構築に向けた基礎的検討2024

    • Author(s)
      竹下敦斗、山口泰暉、中澤佳菜子、高橋葉子、根岸洋一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 全身投与を介した超音波応答性ナノバブルによるmRNA内封LNPの筋組織デリバリーシステムの構築2023

    • Author(s)
      根岸洋一、佐々木愛理、中山航史郎、宮澤つぐみ、竹下敦斗、細井悠暉、中澤佳菜子、田中浩揮、秋田英万、髙橋葉子
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第8回年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] カチオン性オリゴマーコートナノバブルによる超音波併用遺伝子デリバリーシステムの構築2023

    • Author(s)
      山口泰暉、髙橋葉子、鈴木章平、大西悠仁、根岸洋一
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第8回年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 全身循環を介した超音波応答性ナノバブルによるmRNA内封LNPの筋ターゲティング2023

    • Author(s)
      根岸洋一、佐々木愛理、宮澤つぐみ、竹下敦斗、中山航史郎、細井悠暉、中澤佳菜子、田中浩揮、秋田英万、髙橋葉子
    • Organizer
      第39回日本DDS学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] キトサンオリゴ糖を利用した遺伝子搭載ナノバブルの調製と超音波併用遺伝子デリバリーシステムの開発2023

    • Author(s)
      山口泰暉、髙橋葉子、鈴木章平、根岸洋一
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会第22回シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波応答性ナノバブルとLNP併用による筋選択的mRNAデリバリーシステムの構築2023

    • Author(s)
      宮澤つぐみ、中山航史郎、佐々木愛理、竹下敦斗、細井悠暉、中澤佳菜子、田中浩揮、秋田英万、髙橋葉子、根岸洋一
    • Organizer
      第67回日本薬学会関東支部大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋ジストロフィー治療に向けた筋組織指向型mRNA封入脂質ナノ粒子の開発2023

    • Author(s)
      佐々木愛理、板谷祐紀、濱田圭祐、中島康介、三浦 剛、吉川大和、濱野展人、髙橋葉子、田中浩揮、秋田英万、野水基義、根岸洋一
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋ターゲティング型mRNA封入脂質ナノ粒子の開発2022

    • Author(s)
      佐々木愛理、板谷祐紀、濱田圭祐、中島康介、三浦 剛、吉川大和、濱野展人、髙橋葉子、田中浩揮、秋田英万、野水基義、根岸洋一
    • Organizer
      第66回日本薬学会 関東支部大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ジストログリカン親和性ペプチドを介した筋ターゲティング型脂質ナノ粒子の開発2022

    • Author(s)
      佐々木愛理、板谷祐紀、濱田圭祐、中島康介、三浦 剛、吉川大和、濱野展人、髙橋葉子、田中浩揮、秋田英万、野水基義、根岸洋一
    • Organizer
      創剤フォーラム第27回若手研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波応答性核酸・遺伝子デリバリーを可能とするセラノスティクスシステムの開発2021

    • Author(s)
      根岸洋一
    • Organizer
      日本薬物動態学会 第36回年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 核酸・遺伝子デリバリーを可能とする超音波応答性ナノバブルの開発とその応用2021

    • Author(s)
      根岸洋一
    • Organizer
      BioJapan 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波応答性ナノバブルによる核酸・遺伝子デリバリーシステムの開発2021

    • Author(s)
      根岸洋一
    • Organizer
      バイオファーマ オンラインカンファレンス 2021 Spring
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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