2019 Fiscal Year Annual Research Report
多剤排出トランスポーターを回避する細胞膜透過ナノキャリアの創製
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17H02096
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
森本 展行 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00313263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中山 勝文 立命館大学, 薬学部, 教授 (20453582)
最上 譲二 東北大学, 工学研究科, 助教 (70713022)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | スルホベタインコポリマー / 薬物送達 / 細胞膜透過 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本実施研究の目的は、従来にない生体膜透過性を示すスルホベタイン（SB）ポリマーの膜透過挙動を明らかとすること、さらにこのポリマーの膜透過性をもとに細胞小器官への高い選択性や、薬剤排出を回避しうるナノキャリアの設計とそのin vitro評価を行うことにある。 当該年度では、まず前年度に合成したピリジニウムカチオン含有SBポリマーが構造（主鎖および側鎖スペーサー長）のわずかな変化により細胞内への移行量のみならず毒性にも大きく影響することを明らかとした。その中で毒性が低い構造を有し、かつ血清を含む細胞培養液中で下限臨界共溶温度を示すSBポリマーを選択すると、37℃ではミトコンドリアに、4℃では各オルガネラを含む細胞内全体へと分布を制御することに成功した。ピリジニウムカチオン含有SBポリマーのミトコンドリア移行能を利用し、核への局在が知られる抗がん剤、ドキソルビシン（Dox）をSBポリマーへ修飾したところ、選択的にがん細胞のミトコンドリアへと局在させ、かつ薬効を発現させることに成功した。さらにがん細胞からなる三次元細胞凝集塊（直径200-300μm）を形成させ、ここにDox修飾SBポリマーを添加した。添加2時間後において単層培養では膜透過性を示すフリーのDoxやDox修飾したカチオン性ポリマーでは最外層にのみ、その移行が確認された。それに対しDox修飾SBポリマーでは、三次元細胞凝集塊の最深部への迅速な移行が確認できたとともに、三次元細胞凝集塊に対する薬効も保持していた。一方でSBモノマーのテラヘルツ光と放射光測定解析と高精度第一原理計算を行い、ファンデルワールス力が内部構造形成に有効に働きうることを明らかとした。水溶性の向上に着目した新規SBポリマーの細胞内移行挙動の結果と合わせ、SBポリマーの薬物ナノキャリアとしてさらなる展開が期待できる成果を得ることができた。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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