2017 Fiscal Year Research-status Report
生体適合性ポリマー”そのもの”を可視化するDDSイメージングの新手法開発
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16K01935
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
山田 久嗣 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 講師 (80512764)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 輝幸 京都大学, 工学研究科, 教授 (20211914)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 生体適合性ポリマー / 薬物送達 / 分子イメージング / 双性イオン型ポリマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の準備段階として、13C/15Nでラベルしたホスホリルコリンポリマー（PMPC）が高い生体適合性を示し、担癌マウスの腫瘍部位に高選択的かつ効率的に集積することを in vivo 分子標的 MRI 法により明らかにしている。前年度の研究実績から、高い腫瘍集積性と選択性を示す双性イオン型ポリマーの骨格部分にはホスホリルコリン部位は必須の構造因子ではなく種々の双性イオン対構造で置換可能であることが示唆され、腫瘍に効率良く集積する双性イオン型ポリマープローブの分子設計に関して基礎的な知見が得られた。本年度は、得られた知見を基にまずホスホリルコリン部位を側鎖に有する双性イオン型ポリマー（PMPC）を基軸とした抗がん剤（放射線増感剤）の開発および分子標的MRI法を用いたその動態の可視化解析手法の実現に向けて、放射線増感機能性部位である２－ニトロイミダゾール（NI）基を導入した PMPC-NIブロック型ポリマーの設計・合成に成功した。マウス大腸がん細胞を移植した発育鶏卵を用いてPMPC-NIの体内動態を調べた結果、投与6時間後には、本ポリマーが腫瘍部位に最も集積することが明らかとなった。さらに、PMPC-NIを投与した担癌鶏卵に対して放射線照射を行った結果、未投与群と比較して投与群では腫瘍増殖が顕著に抑制されることを明らかにし、放射線増感剤を導入した双性イオン型ポリマーの腫瘍組織へのDDS挙動ならびにその薬効に関する基礎知見が得られた。
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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
本研究の目標は、生体適合性の双性イオン型ポリマー"そのもの"を分子標的MRIで可視化できる高精度・高感度な新しいDDSイメージング材料および手法の開発である。実績概要で述べた通り、双性イオン型ポリマー（PMPC）を基軸とした抗がん剤（放射線増感剤）のDDSイメージングに向けて、本年度は放射線増感機能性部位（NI）を導入した PMPC-NIポリマープローブの設計・合成に成功した。詳細な検討の結果、本ポリマープローブは投与6時間後に腫瘍部位に最も効率良く集積することが明らかとなった。さらに、PMPC-NIを投与した担癌鶏卵に対して放射線照射を行った結果、未投与群と比較して腫瘍増殖が顕著に抑制されることを明らかにした。これらにより、放射線増感剤を導入した双性イオン型ポリマーのがん組織へのDDS挙動ならびにその薬効に関して一定の基礎知見が得られた。この観点から、本研究は概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に進展しており、研究計画に大きな変更はない。引き続き、本年度で得られた知見を基に、放射線増感剤を導入した双性イオン型ポリマープローブ（PMPC-NI）への安定同位元素（13C核、15N核）の導入・集積化法の最適化とその合成を進め、13C/15N-双性イオン型ポリマーに2-ニトロイミダゾール系の増感剤を修飾したDDSイメージング材料の開発および機能評価を進める。本材料は、2-ニトロイミダゾールの疎水性、13C/15N-双性イオン型ポリマーの親水性により自己集合し、クラスター化形成による画像化感度の向上も期待できる。
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| Causes of Carryover |
（理由）本年度は当初見込額よりも少ない物品費額で研究の遂行が可能であった。研究は概ね計画取り順調に進んでいる。本研究には、分子プローブの合成・機能評価に必要な有機合成試薬、安定同位元素試薬、生化学関連試薬、ガラス器具、培養関連プラスチック製品、実験動物等の消耗品が必須である。これらは年度を問わず購入せざるを得ないため、繰り越した研究費を次年度使用に充当することにより、本研究のより一層の進展を見込んでいる。
（使用計画）研究費の使用計画に大きな変更は無い。次年度使用額は、安定同位元素を集積化したポリマープローブの合成に必要な安定同位元素試薬、機能評価に必要な消耗品の購入に充当する。また、関連研究を進めている国内外の研究グループと議論ならびに資料収集を行う必要があり、その旅費を計上している。
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