2023 Fiscal Year Annual Research Report
脳分子を回収して帰還する「はやぶさ型ナノマシン」の開発
| Project Area | Innovative nanotechnology for probing molecular landscapes in the brain |
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| Project/Area Number |
21H05090
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安楽 泰孝 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60581585)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中木戸 誠 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (80784511)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Keywords | 高分子 / 脳 / ナノマシン / 抗体工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は高分子集合体を薬物送達システム(DDS)とし、脳への薬剤輸送を著しく制限する血液脳関門(BBB)を既法と比べ約100倍効率良く通過させ、これまでに類のない多量の薬剤を脳へ送達することに成功している。本研究課題では、この高分子集合体(ナノマシン)を基盤技術とし、高分子化学、材料科学、蛋白質工学的観点からさらに洗練し、従来の薬剤を疾患部位に送り届けるDDSではなく、既存技術では着想もしない「BBBを効率的に通過」し、「脳分子を回収(サンプリング)」、さらには「血液中に帰還する(リエントリー)」ことで、脳分子情報を知らせる『はやぶさ型ナノマシン』を構築し、中枢神経系疾患の革新的診断法へと展開し、脳内外の物質移動研究に新たな学術的視点をもたらすことを目的とする。また脳分子と脳機能・疾患との関連を精査するA02分子脳病態班と、独自の高感度分析技術を駆使したマルチオミックス解析により微量の脳内成分の同定を行うA03極限検出班と連携し、脳分子探査の研究基盤構築に貢献する。
当該年度は、前年度に構築したサンプリング型ナノマシンを用いて、A03班より供給された脳内分子を模倣した標準サンプルを用いてサンプリング機能を評価した。その結果、CE-MSを用いてGABAなどの脳内分子10種類以上を高感度に検出され、ナノマシンによって神経伝達物質などを回収可能であることが明らかとなった。またリエントリー型ナノマシンについて、Fcの改変による最適化のため、Fcを搭載したナノマシンとFcRnの相互作用を定量的に解析した。SPRを用いた解析により、１粒子あたりの搭載数に応じた結合レスポンスの上昇が確認され、Fcの導入本数に依存的なAvidity効果によりFcRnと相互作用することが示唆された。
以上のように当初の計画通り、ナノマシンのサンプリング、リエントリー機能を有するナノマシンを開発することに成功した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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