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Relationship between the Hydration Behaviors and the Functions in Dendrimers with Blood Circulation Property or Thermosensitivity

Publicly Offered Research

Project AreaAquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions
Project/Area Number 20H05232
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

児島 千恵  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50405346)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords水和 / ドラッグデリバリー / デンドリマー / 温度応答性 / ポリエチレングリコール
Outline of Research at the Start

がん組織へのドラッグデリバリーシステム(DDS)の開発は重要である。DDSのナノキャリアは、水中で、標的以外の細胞とは相互作用せず、標的細胞とは相互作用するという、相反する機能を兼ね備えることが求められる。近年、水和状態と細胞との相互作用との関連が明らかになりつつある。DDSナノキャリアの水和状態は、非特異吸着の抑制・標的細胞との相互作用の制御において重要な因子であり、血中滞留性や細胞接着能と強い相関関係があると考えられる。本研究では、申請者がこれまで研究してきたナノキャリアと細胞との相互作用の学理を理解するため、その水和挙動と機能との相関を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

DDSのナノキャリアは、水中で、標的以外の細胞とは相互作用せず、標的細胞とは相互作用するという、相反する機能を兼ね備えることが求められる。申請者は血中滞留性を示すポリエチレングリコール(PEG)修飾デンドリマーと加温によって細胞との相互作用を変化することができる温度応答性デンドリマーを合成し、DDS材料として利用してきた。近年、水和状態と細胞との相互作用との関連が明らかになりつつある。そこで、本研究では、PEG修飾デンドリマーと温度応答性デンドリマーをDDSナノキャリアのモデルとして用い、これらの水和挙動とそれぞれの機能との相関について、明らかにすることを目指す。
PEG修飾デンドリマーについて、今年度は、様々なPEG修飾デンドリマーを合成し、様々な含水率で示査走査熱量測定(DSC測定)や赤外分光測定を行い、水和挙動を調べた。デンドリマーの末端へのPEG量によって水和状態が変化することが分かった。また、PEG鎖長、世代数の異なる様々なPEG修飾デンドリマーを合成し、水和状態や体内動態について検討を行った。
一方、温度応答性デンドリマーについては、様々な温度応答性ナノ粒子を作製し、水圏での機能開拓を行った。そして、pH・温度応答性を示すフェニルアラニンを修飾したカルボキシ末端デンドリマーを用いると、従来デリバリーが難しかったT細胞の内部にデリバリーできることを示した。また、デンドリマー内部に光応答性の金ナノ粒子を担持させることで、pH・温度の二重刺激に応答する比色センサーを作製することができた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Carboxy-terminal dendrimers with phenylalanine for a pH-sensitive delivery system into immune cells including T cells2022

    • Author(s)
      Hiroya Shiba, Misaki Nishio, Mei Sawada, Mamiko Tamaki, Masataka Michigami, Shinya Nakai, Ikuhiko Nakase, Ikuo Fujii, Akikazu Matsumoto, Chie Kojima
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry B

      Volume: 10 Issue: 14 Pages: 2463-2470

    • DOI

      10.1039/d1tb01980e

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A naked-eye colorimetric pH and temperature sensor based on gold nanoparticle-loaded stimuli-sensitive dendrimers2022

    • Author(s)
      C. Kojima, H. Xia, Y. Yamamoto, H. Shiigi
    • Journal Title

      ChemNanoMat

      Volume: 8 Issue: 3 Pages: 20210044-20210044

    • DOI

      10.1002/cnma.202100442

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Different hydration states and passive tumor targeting ability of polyethylene glycol-modified dendrimers with high and low PEG density2021

    • Author(s)
      Tsujimoto Ayako、Uehara Hiroki、Yoshida Haruna、Nishio Misaki、Furuta Kousuke、Inui Takashi、Matsumoto Akikazu、Morita Shigeaki、Tanaka Masaru、Kojima Chie
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering: C

      Volume: - Pages: 112159-112159

    • DOI

      10.1016/j.msec.2021.112159

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] フェニルアラニンを有するカルボキシル基末端デンドリマーを用いたT細胞へのpH応答性デリバリーシステム2021

    • Author(s)
      司馬寛也、西尾美咲、道上雅孝、藤井郁雄、松本章一、児島千恵
    • Organizer
      第43回日本バイオマテリアル学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] In vivo Behaviors of Differently Hydrated PEGylated Dendrimers2021

    • Author(s)
      C. Kojima, A. Tsujimoto, J. Yao, S. Morita, M. Tanaka, A. Matsumoto
    • Organizer
      The 8th Asian Biomaterials Congress
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Delivery into T Cells Using Anionic Terminal Dendrimers with Hydrophobic Amino Acids2021

    • Author(s)
      H. Shiba, M. Nishio, T. Hirose, A. Matsumoto, C. Kojima
    • Organizer
      MRM2021 Materials Research Meeting
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カルボキシ末端フェニルアラニン修飾デンドリマーのT細胞への取り込み2021

    • Author(s)
      澤田芽依、西尾美咲、中瀬生彦、道上雅孝、藤井郁雄、松本章一、児島千恵
    • Organizer
      第9回大阪府立大学バイオ・メディカル・フォーラム/第11回大阪市立大学「バイオインターフェース先端マテリアルの創生」シンポジウム
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 血中滞留性・温度応答性を示すデンドリマーの水和挙動と機能との相関2021

    • Author(s)
      児島千恵
    • Organizer
      水圏機能材料 第2回産学連携フォーラム
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 疎水性カルボキシ末端基をもつデンドリマーによるリンパ節内T細胞へのデリバリー2021

    • Author(s)
      廣瀬知郁、西尾実咲、松本章一、児島千恵
    • Organizer
      第37回日本DDS学会学術集会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリエチレングリコール修飾デンドリマーの水和状態と体内動態2021

    • Author(s)
      児島千恵、辻本絢子、上原広貴、乾 隆、松本章一、田中 賢
    • Organizer
      第50回医用高分子シンポジウム
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  • [Presentation] ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)の水和状態および脱水和挙動の解析2021

    • Author(s)
      廣畑貴一,松本章一,児島千恵
    • Organizer
      第67回高分子研究発表会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アニオン性末端のデンドリマーの表面改質によるリンパ節内のT細胞・がん細胞へのデリバリー2021

    • Author(s)
      児島千恵、西尾実咲、長井絢斗、松本章一
    • Organizer
      第70回高分子討論会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] カルボキシ末端をもつフェニルアラニン修飾デンドリマーの刺激応答性と免疫細 胞への デリバリー2020

    • Author(s)
      児島千恵、玉木万美子、西尾実咲、西本豊、松本 章一
    • Organizer
      第69回高分子学会年次大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度・pH 応答材料2020

    • Author(s)
      児島千恵
    • Organizer
      水圏機能材料 第1回産学連携フォーラム
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      2020 Annual Research Report
  • [Book] 刺激応答性高分子の開発動向(第2編第3章,多分岐ポリマーを用いた温度応答性高分子の合成)2021

    • Author(s)
      児島千恵(分担執筆)
    • Total Pages
      315
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781316116
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Book] 医薬品におけるDDS技術開発と製剤への応用(第5章第2節,医薬品DDSへの活用のためのデンドリマーの利点と課題)2021

    • Author(s)
      児島千恵(分担執筆)
    • Total Pages
      401
    • Publisher
      情報機構
    • ISBN
      9784865022278
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  • [Remarks] 大阪府立大学大学院 工学研究科物質・化学系専攻 合成高分子化学研究グループホームページ

    • URL

      http://www.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka7/

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      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 児島千恵准教授の二重刺激応答性デンドリマーの研究がChemNanoMatの表紙に採用・掲載

    • URL

      https://www.osakafu-u.ac.jp/news/nws20220307/

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      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 工学×理学 T細胞内部へのデリバリーに成功! ―デンドリマーを用いたpH応答性デリバリーシステム―

    • URL

      https://www.osakafu-u.ac.jp/press-release/pr20220126/

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Published: 2020-04-28   Modified: 2022-12-28  

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