2020 Fiscal Year Annual Research Report

Development of cell nuclear nanotransporters for fabrication of nuclear-targeting drug delivery system

Research Project

Project/Area Number	17H04744
Research Institution	Konan University
Principal Investigator	長濱宏治甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (00551847)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords	細胞核 / ドラッグデリバリーシステム / ナノゲル / インポーチン / 血液脳関門
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題では、インポーチンに倣った分子設計により、ドラッグデリバリーシステム（DDS）に応用可能な核移行性ナノキャリアを開発する。 Dextranの側鎖にフェニルアラニンエチルエステルを結合した両親媒性分子（DexPhe）、およびDextranの側鎖にヒスチジンエチルエステルを結合した両親媒性高分子（DexHis）を合成し、適当な組成で混合することで、これらの分子が自己組織化した複合型ナノゲルを作製した。複合ナノゲルは自発的な細胞取り込みの後、プロトンスポンジ効果によりエンドソームを脱出し、さらに、複合ナノゲルからDexHis分子が離脱し、残ったDexPheナノゲルが本来のインポーチン様作用により、核内移行を示した。DexPhe分子のフェニルアラニンエチルエステル結合本数、DexHis分子のヒスチジンエチルエステル結合本数、Dextranの分子量、DexPhe分子とDexHis分子の複合組成などを変化させて様々な複合ナノゲルを作製し、それらの核移行性、細胞適合性を評価することで分子設計を最適化した。複合ナノゲルの体内動態をマウスで調べ、比較的長い血中滞留性、低い肝臓および脾臓への移行性・蓄積性を確認した。また、DexPhe分子のフェニルアラニンエチルエステル結合本数、DexHis分子のヒスチジンエチルエステル結合本数、Dextranの分子量、DexPhe分子とDexHis分子の複合組成などにより、複合ナノゲルの体内動態が変化することを見出し、体内動態制御のためのナノゲル設計指針を得た。また、培養細胞を用いてin vitroでBBBモデルを構築し、複合ナノゲルのBBB透過性を評価したところ、高い透過性を示すことを見出した。BBB構成細胞がもつかさ高い中性アミノ酸を細胞内に取り込む受容体ALT1による機構だと示唆され、ナノゲルの脳DDSキャリアとしての可能性を見出した。
Research Progress Status	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。