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Relationship between the Hydration Behaviors and the DDS Functions of Dendrimers with various terminal groups

Publicly Offered Research

Project AreaAquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions
Project/Area Number 22H04556
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 Metropolitan University

Principal Investigator

児島 千恵  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50405346)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥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 / ドラッグデリバリーシステム / 刺激応答性 / 生体適合性
Outline of Research at the Start

近年、材料の水和状態と細胞との相互作用との関連が明らかとなってきた。ドラッグデリバリーシステム(DDS)で使われるナノキャリアは、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必要がある。本研究ではデンドリマーと呼ばれるナノ粒子の表面を適切に加工して水和状態を制御することで、そのDDSナノキャリアの性能との相関関係を明らかにする。以上の研究を通じて、水和状態に着目したDDSナノキャリアの新たな設計指針の構築を目指す。

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。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。
PEG修飾デンドリマーについて、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。また、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。PEG鎖長や結合数、さらに、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、抗PEG抗体の産生量について検討し、構造と機能との相関を明らかにした。既存のPEGリポソームを投与するとPEGの免疫応答が見られるのに対して、PEGデンドリマーではPEGの免疫応答が回避できる可能性が示された。
一方、温度応答性デンドリマーについては、温度・pH応答性を示すフェニルアラニンを修飾したアニオン性末端デンドリマーにおける末端構造と刺激応答性との相関を調べるとともに、内部に金ナノ粒子を保持して水中でのペルオキシダーゼ活性について明らかにした。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (34 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (5 results) (of which Open Access: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 9 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 温故知新:ポリエチレングリコール修飾ナノ粒子の現在2024

    • Author(s)
      児島千恵
    • Journal Title

      高分子

      Volume: -

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高分子材料xドラッグデリバリーシステム ~デンドリマーナノ粒子を用いた DDS~2023

    • Author(s)
      児島千恵
    • Journal Title

      国際サイエンスクラブ会報

      Volume: 275 Pages: 9-11

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    • Open Access
  • [Journal Article] T Cell Association of Carboxy-Terminal Dendrimers with Different Bound Numbers of Phenylalanine and Their Application to Drug Delivery2023

    • Author(s)
      H. Shiba, T. Hirose, Y. Fu, M. Michigami, I. Fujii, I. Nakase, A. Matsumoto, and C. Kojima
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 15(3) Issue: 3 Pages: 888-888

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics15030888

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparative Study of PEG and PEGylated Dendrimer in their Eutectic Mixtures of Water Analyzed using X-ray Diffraction and Infrared Spectroscopy2022

    • Author(s)
      Chie Kojima, Yasuhito Suzuki, Yuka Ikemoto, Masaru Tanaka and Akikazu Matsumoto
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 55 Issue: 1 Pages: 63-73

    • DOI

      10.1038/s41428-022-00700-5

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  • [Journal Article] Control of Stimuli Sensitivity in pH-Switchable LCST/UCST-Type Thermosensitive Dendrimers by Changing the Dendrimer Structure2022

    • Author(s)
      C. Kojima, Y. Fu, and M. Tamaki
    • Journal Title

      Polymers

      Volume: 14(12) Issue: 12 Pages: 2426-2426

    • DOI

      10.3390/polym14122426

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 赤外分光法によるPEG およびPEG 修飾デンドリマーの水和状態の解析2023

    • Author(s)
      児島千恵
    • Organizer
      UVSOR/SPring-8 赤外ビームライン合同ユーザーズミーティング
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  • [Presentation] 高分子バイオマテリアルの水和挙動評価法と生体適合性2023

    • Author(s)
      児島千恵
    • Organizer
      タンパク質の 容器、高分子材料 への吸着性評価と抑制・防止技術 技術セミナー
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    • Invited
  • [Presentation] Dual stimuli-responsive dendritic polymers and their application2023

    • Author(s)
      Chie Kojima
    • Organizer
      OMU-UNSW Joint Symposium on Engineering Research by Women
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Tumor accumulation properties of dendrimers modified with long PEG at high density2023

    • Author(s)
      J. Yao, A. Tsujimoto, K. Ka, A. Matsumoto, and C. Kojima
    • Organizer
      The 9th TKU-ECUST-KIST-OMU-UH-IHU -KMITL-UTAR-TNU-HUFI Joint Symposium on Advanced Materials and Applications (JSAMA-9)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hydrated states of poly(ethylene glycol)-modified dendrimers with different structures2023

    • Author(s)
      K. Ka, J. Yao, A. Matsumoto and C. Kojima
    • Organizer
      The 9th TKU-ECUST-KIST-OMU-UH-IHU -KMITL-UTAR-TNU-HUFI Joint Symposium on Advanced Materials and Applications (JSAMA-9)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Applications of Various Surface-engineered Dendrimers for DDS2023

    • Author(s)
      C. Kojima
    • Organizer
      11th International Conference on Materials for Advanced Technologies(IUMRS-ICAM&ICMAT2023)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フェニルアラニンを有する様々なカルボキシル基末端デンドリマーを用いた免疫細胞への薬物デリバリー2023

    • Author(s)
      司馬寛也、廣瀬知郁、道上雅孝、藤井郁雄、中瀬生彦、松本章一、児島千恵
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    • Organizer
      第72回高分子学会年次大会
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  • [Presentation] 構造が異なるポリエチレングリコール修飾デンドリマーの水和状態の解析2023

    • Author(s)
      何 浩、辻本絢子、姚 俊捷、松本章一、児島千恵
    • Organizer
      第69回高分子研究発表会(神戸)
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  • [Presentation] PEG修飾デンドリマーの構造・水和状態・体内動態の相関関係2023

    • Author(s)
      児島千恵、姚 俊捷、何 浩、松本章一
    • Organizer
      医用高分子研究会第52回医用高分子シンポジウム
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  • [Presentation] 様々な構造のアニオン性末端をもつ刺激応答性分岐ポリマーの合成2023

    • Author(s)
      傅 云深、児島千恵
    • Organizer
      第69回高分子研究発表会(神戸)
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] フェニルアラニン修飾デンドリマーを用いたT細胞への低分子薬剤・核酸のデリバリー2023

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      児島千恵、廣瀬知郁、澤田芽依、松本章一
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      第39回日本DDS学会学術集会
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  • [Presentation] 機能性デンドリマーを用いたがん細胞へのDDS・イメージング2023

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      児島千恵
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      第72回高分子討論会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] フェニルアラニン結合カルボキシ末端デンドリマーによるT細胞への薬物のデリバリー2023

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      児島千恵,廣瀬知郁,司馬寛也,松本章一
    • Organizer
      第45回日本バイオマテリアル学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 様々な側鎖構造のフェニルアラニン修飾デンドリマーの免疫細胞への取り込み挙動2023

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      司馬寛也,廣瀬知郁,道上雅孝,藤井郁雄,中瀬生彦,松本章一,児島千恵
    • Organizer
      バイオ・メディカル・フォーラム2024 (BioMedical Forum 2024)
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  • [Presentation] 高分子材料xドラッグデリバリーシステム ~デンドリマーナノ粒子を用いたDDS~2023

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      児島千恵
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      大阪国際サイエンスクラブ 第 14回 若手学識者との異分野交流会
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  • [Presentation] ポリマー系バイオマテリアルの水和状態の評価法2023

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      児島千恵
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      技術情報セミナー「ポリマー系医療用材料における生体適合性と表面設計およびその活用法
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ユニークなpH・温度応答性を示す樹状高分子の合成とDDSへの展開2023

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      児島千恵
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      児島千恵
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      児島千恵
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      児島千恵
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      児島千恵、西尾美咲、廣瀬知郁、中瀬生彦、道上雅孝、藤井郁雄、松本章一
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      児島千恵,西尾美咲,夏海,松本章一
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  • [Presentation] PEGおよびPEG修飾デンドリマーの水和状態の解析(1G10)2022

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      児島千恵、鈴木祥仁、辻本絢子、池本夕佳、田中賢、松本章一
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  • [Presentation] フェニルアラニン結合数の異なるアニオン末端デンドリマーの pH・温度二重刺激応答性(3P3D020)2022

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      傅云深、児島千恵
    • Organizer
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      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪公立大学大学院工学研究科応用化学分野合成高分子化学研究グループ

    • URL

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

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  • [Remarks] 大阪公立大学工学研究科 物質化学生命系専攻 応用化学分野 合成高分子化学研究グループ

    • URL

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

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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