2022 Fiscal Year Annual Research Report
Polymer evolution for medical application
| Project Area | Development of next-generation pharmaceuticals through evolutionary engineering of precision polymers |
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| Project/Area Number |
22H05051
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
小出 裕之 静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (60729177)
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| Project Period (FY) |
2022-05-20 – 2025-03-31
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| Keywords | オリゴマー / ナノ粒子 / 敗血症 / 抗体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、様々な非共有結合を生み出す機能性モノマーをラジカル重合し、標的分子に結合する直鎖ポリマーを開発してきた。しかし、ラジカル重合により合成される直鎖ポリマーはモノマー配列が不均一である。本研究では、領域代表である九州大学の星野友教授が合成した配列と鎖長が規定された均一オリゴマー（HO）を生体適合性の高いリポソームに搭載することで、生体内で高い標的認識能を有する均一オリゴマー修飾リポソーム（HO-Lip）の開発を試みた。標的タンパク質は、敗血症の原因タンパク質の1つであるヒストンを選び、ヒストンが正電荷のタンパク質であることを考慮し、HOは負電荷と疎水性モノマーを用いて合成した。調製したすべてのHO-Lipの粒子径は100 nm程度でPdIが0.1未満の均一な粒子であり、表面電荷は-10 mV程であった。Quartz crystal microbalanceを用いてHO-Lipとヒストンの親和性を検討したところ、HOの組成と鎖長によりヒストンへの結合量は大きく変化した。負電荷モノマーと疎水性モノマーの配列と鎖長を最適化したHOを修飾したHO-Lipは、ヒストンに対して高い親和性を示したが、ヒストン以外のタンパク質にはほとんど結合しないことが明らかになった。そのため、調製したHO-Lipはヒストンに対して選択的に結合することが示唆された。次に、in vitroにおいてHO-Lipによるヒストン依存的な毒性中和効果を評価した。その結果、HO-Lipはヒストン依存的な細胞毒性を阻害することが明らかになった。この結果より、HO-Lip はヒストンの毒性を示すアミノ酸配列と効率的に相互作用したことで、ヒストン毒性を中和したと考えられる。
以上より、HO-Lipはヒストンに選択的に結合してその毒性を中和可能であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに、オリゴマーをリポソームに修飾する手法を開発し、ヒストンに対して親和性のあるオリゴマーのスクリーニング、インビトロにおけるヒストン毒性中和効果を実証しており、概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、オリゴマー修飾リポソームを用いて、主にマウスを用いた検討を行って行く予定である。具体的には、オリゴマー修飾リポソームの血液中でのヒストン毒性中和能を明らかにするために、致死量のヒストンをマウスに静脈内投与して、その後にオリゴマー修飾リポソームを静脈内投与する。そして、マウスの生存率がどの程度向上するかを検討していく。また、投与したオリゴマー修飾リポソームとヒストンの生体内の局在を明らかにするために、蛍光標識したオリゴマー修飾リポソームをマウスに投与して、どの臓器に集積しているかを明らかにする。その後、集積した臓器を採取して切片を作成し、共焦点レーザースキャン顕微鏡を用いて、オリゴマー修飾リポソームとヒストンが臓器内で共局在してるかを明らかにする。さらに、炎症性サイトカインなどを測定し、オリゴマー修飾リポソームの有用性を明らかにしていく。
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Research Products
(13 results)
