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2019 Fiscal Year Annual Research Report

腫瘍内でステルス性を速やかに解除しナノ粒子の腫瘍集積を積極化する革新的シェル分子

Research Project

Project/Area Number 17H04743
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

武元 宏泰  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (10709249)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords薬物送達システム / 高分子 / バイオマテリアル / 刺激応答材料
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、正常組織と腫瘍組織との差異を鋭敏に認識し、腫瘍組織内では速やかなステルス性の解除・ポリカチオンへの変貌によりナノ粒子のがん細胞への取り込みを積極化する新規シェル分子の開発である。前年度までに、ポリアミノ酸由来のカルボン酸ベタインの開発に成功し、腫瘍深部にまでナノ粒子を送達可能であることがわかっていた。今年度では、まず、その現象を追求するため、投与量に基づく体内分布を考察した。すると、投与量依存的にがん集積量が増大する様子が確認され、他の正常臓器では一定であった。このことは、がん組織においてナノ粒子の侵入と排出のバランスが崩れていることを示している。がん組織においてはナノ粒子が組織吸着特性を示し、滞留しやすいために上述の結果が得られたと考察される。さらに、ベタイン構造において化学構造の最適化も試みた。現在の分子設計とは異なるスペーサー長からなるベタイン構造を開発し、ポリアミノ酸ベタインとした。カルボン酸ベタインにおいてはスペーサー長に依存したpH依存性の変化やantifouling能の変化が確認された。一方で、スルホン酸ベタインの開発にも成功し、スペーサー長に依存してpH依存性が変化したが、antifouling能の変化はカルボン酸ベタインに比較して大きなものであった。このことは、スルホン酸ベタインはスペーサー長をtuningすることで、さらに強い組織吸着特性を発揮することを示唆していた。以上により、ポリアミノ酸ベタインの性能のさらなる最適化が見込まれる結果となった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Polymeric modification of gemcitabine via cyclic acetal linkage for enhanced anticancer potency with negligible side effects2020

    • Author(s)
      Takemoto Hiroyasu、Inaba Takanori、Nomoto Takahiro、Matsui Makoto、Liu Xiaomeng、Toyoda Masahiro、Honda Yuto、Taniwaki Kaori、Yamada Naoki、Kim Junhyun、Tomoda Keishiro、Nishiyama Nobuhiro
    • Journal Title

      Biomaterials

      Volume: 235 Pages: 119804~119804

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2020.119804

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Poly(vinyl alcohol) boosting therapeutic potential of p-boronophenylalanine in neutron capture therapy by modulating metabolism2020

    • Author(s)
      Nomoto Takahiro、Inoue Yukiya、Yao Ying、Suzuki Minoru、Kanamori Kaito、Takemoto Hiroyasu、Matsui Makoto、Tomoda Keishiro、Nishiyama Nobuhiro
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 6 Pages: eaaz1722

    • DOI

      10.1126/sciadv.aaz1722

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pyruvate Responsiveness Based on α-Oxohydrazone Formation for Intracellular siRNA Release from Polyion Complex-Based Carriers2019

    • Author(s)
      Takemoto Hiroyasu、Wang Chih-Ling、Nomoto Takahiro、Matsui Makoto、Tomoda Keishiro、Nishiyama Nobuhiro
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 20 Pages: 2305~2314

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.9b00261

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In vivo rendezvous of small nucleic acid drugs with charge-matched block catiomers to target cancers2019

    • Author(s)
      Watanabe Sumiyo、Hiroyasu Takemoto, et al.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 10 Pages: 1894

    • DOI

      10.1038/s41467-019-09856-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The development of polyzwitterion that responds to tumorous pH for effective delivery of nanomaterials to the deeper site in the tumor tissue2020

    • Author(s)
      Hiroyasu Takemoto, Aziz Awaad, Takahiro Nomoto, Makoto Matsui, Yutaka Miura, Nobuhiro Nishiyama
    • Organizer
      ACS Spring 2020 National Meeting & Expo
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Polyzwitterion comprising 1,2-diaminoethane that recognizes tumorous pH for effective delivery of the coated nanoparticles2019

    • Author(s)
      Hiroyasu Takemoto, Nobuhiro Nishiyama
    • Organizer
      ICBZM2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 腫瘍pH応答性高分子べタインの開発と ナノ粒子のがん送達への展開2019

    • Author(s)
      武元宏泰,Awaad Aziz,Ranneh Abdul-Hackam,野本貴大,松井誠,三浦裕,西山伸宏
    • Organizer
      第35回日本DDS学会学術集会
  • [Presentation] 腫瘍内pH応答性高分子ベタインの設計と 被覆ナノ粒子への展開2019

    • Author(s)
      武元宏泰,Awaad Aziz,Ranneh Abdul-Hackam,野本貴大,松井誠,三浦裕,西山伸宏
    • Organizer
      第68回高分子学会討論会
    • Invited

URL: 

Published: 2021-01-27  

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