Preparation of cell membrane-derived vesicles and their application to drug delivery system

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K12093
• Research Institution: Toyama Prefectural Institute for Pharmaceutical Research
• Principal Investigator: 小木曽 英夫 富山県薬事総合研究開発センター, その他部局等, 副主幹研究員 (30466734)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ナノ粒子製剤 / ターゲッティング / 自己親和性 / 抗がん剤 / 細胞選択的

Outline of Annual Research Achievements

自家がん細胞由来細胞膜をコートしたナノ粒子抗がん剤の創製を目指した。細胞の自己親和性を利用したターゲッティング効果を狙うものである。はじめに、がん細胞から取得した細胞膜を用いて、ベシクルを再形成させ、これに水溶性薬剤を封入することを試みたが、薬剤の封入量が少なく、ベシクルが不安定であったことから、この方法は困難と判断した。
次に、エマルションによる方法を検討した。脂溶性抗がん剤をオイルエマルションとしたナノ粒子を作製することは出来たものの、培養細胞の培地に添加し希釈したとき、その粒子構造が壊れることが示唆されるデータが得られた。希釈されても構造安定性が高い常温個体エマルションを検討したが、安定な粒子を得ることはできなかった。
次に、ミセル化による方法を検討した。脂溶性抗がん剤を特定の混合比のリン脂質とともにミセル化し、ナノ粒子を作製することが出来た。この粒子表面にがん細胞由来細胞膜をコートすることにより、ナノ粒子を安定化できるか検討したものの、やはり培地中に希釈されたとき、その構造が壊れることが示唆された。
最後に、特定のタンパク質に薬剤を担持する方法を検討した。種々の検討の結果、抗がん剤担持タンパク質ナノ粒子を得ることができた。このナノ粒子は培地中に希釈されても比較的安定であった。この粒子ににがん細胞由来細胞膜をコートし、細胞種選択的に取り込まれるかを検討したが、正常細胞にも取り込まれ、選択的な親和性を示さなかった。このことは、がん細胞由来細胞膜が自己親和性のみならず、他細胞への親和性を持っていたことが原因と考えてる。すなわち非特異的接着因子の影響が大きかったためと考えており、選択的親和性をもたせるためには、非特異的接着因子の影響を低減させる必要があるとの結論に至った。