| Project/Area Number |
23K25177
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| Project/Area Number (Other) |
22H03923 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
安藤 満 京都大学, 医生物学研究所, 助教 (70737460)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田畑 泰彦 京都大学, 医生物学研究所, 教授 (50211371)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
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| Keywords | 血小板 / 徐放担体 / 標的指向性 / 細胞膜被覆粒子 / ゼラチン / 徐放化技術 / ゼラチン粒子 / 創傷治癒 / DDS |
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| Outline of Research at the Start |
現在、血小板製剤は、スケジュール管理された成分採血でのみ得られ、その保存期間は室温、要振盪下で採血後4日と非常に短いことから、血 小板製剤は供給不足になりやすいという潜在的な課題がある。そこで本研究はゼラチンナノ粒子を用いて長期保存に向けた血小板様ドラッグデ リバリー(DDS)微粒子を開発することを目的とした。この粒子が血小板としての機能を有するか血液凝固試験を実施するとともに、粒子内に細 胞遊走因子を内包し創傷治癒モデルを用いてその機能を確認する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、DDS技術を駆使することで、血小板製剤が抱える保存期間と保存方法の問題を克服した血小板様製剤を創出することである。具体的には、血小板から血小板膜成分を単離し、ゼラチンナノ粒子の表面に血小板膜を被覆することで、長期保存が可能な血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子を開発することを目指す。また、 血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子に炎症細胞や免疫細胞に対する遊走タンパク質を内包することで、DDS技術に基づき、組織炎症の制御や組織の再生誘導能を検証することでその有効性を検証する。
2023年度は、粒子径が200nm程度のゼラチンナノ粒子を用いて、観察グリッド作製の最適化を行い、クライオ電子顕微鏡を用いた形態観察を実施した。また、血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子についてもクライオ電子顕微鏡を用いて、その被覆状態の観察を実施した。さらに、ゼラチンナノ粒子表面への血小板膜の被覆効率について、イメージングフローサイトメータを用いた単粒子解析を行うことで評価した。炎症疾患のモデルとして作製した肝線維症モデルマウスを用いて、経血管投与後の血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子の体内動態を評価することで、血小板膜の被覆によるゼラチンナノ粒子の体内動態の変化に関する予備検討を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2023年度では、ゼラチンナノ粒子への血小板膜の被覆効率を評価することに注力した。まず、クライオ電子顕微鏡を用いた形態観察により、ゼラチンナノ粒子はゼラチン分子が密に充填された球状粒子ではなく、 非常に小さなゼラチン粒子がブラックベリー様に集合した球状粒子であることが明らかとなった。また、血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子は、血小板膜とゼラチンナノ粒子表面の間に水相を有する粒子も存在したが、大多数が血小板膜とゼラチンナノ粒子表面の間にほとんど水相が存在していないことが明らかとなった。また、イメージングフローサイトメーターを用いた単粒子解析により、40%程度のゼラチンナノ粒子の表面に血小板膜が被覆されていることが明らかとなった。昨年度計画した研究推進方針より遅れており、血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子の生物学的機能評価をほとんど実施できていない。その一方で、研究当初の計画より先んじて、肝線維症モデルマウスでの血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子の体内動態評価を開始したことからも、進捗状況はやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は、2023年度の実施を予定していた血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子の生物学的機能評価を中心的に、研究を実施する。ゼラチンナノ粒子の表面に被覆した血小板の細胞膜の血小板膜タンパク質の活性について、コラーゲンやフィブリノーゲンとの結合能を評価することで調べる。また、ゼラチン粒子に内包した遊走タンパク質の徐放性について調べる。また、血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子と新鮮血液を混合し、血液凝固試験を実施することで機能評価を行う。さらに、ゼラチンナノ粒子に間葉系幹細胞遊走因子であるSDF-1を含浸することでSDF-1含有ゼラチンナノ粒子を調製する。緩衝水溶液や細 胞培地中でのSDF-1含 有血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子からのSDF-1の徐放性を調べるとともに、リソソームやコラゲナーゼにより血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子を崩壊することによる徐放化プロファイルの変化も評価する。血小板膜被覆ゼラチンナノ粒子を4°Cで保存した後、1ヶ月~ 数ヶ月に渡り血小板膜の機能を評価する。
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