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2019 Fiscal Year Research-status Report

腫瘍への選択的迅速集積と長期滞留を実現する代謝制御型ホウ素送達システムの開発

Research Project

Project/Area Number 18K18383
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

野本 貴大  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (00734732)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords高分子コンジュゲート / ボロノフェニルアラニン / 中性子捕捉療法 / ホウ素デリバリー / 機能性高分子 / 生体適合性高分子
Outline of Annual Research Achievements

本年度は主にボロノフェニルアラニンのボロン酸部位に結合するための、高分子の側鎖構造について研究を進めた。まず、ポリリシンを基本骨格として側鎖にグルコンアミド構造を有する高分子を合成し、そのボロノフェニルアラニンに対する結合力を評価したところ、極めて高い結合力を示すことが明らかとなった。そして、この高分子がボロノフェニルアラニンの生体活性を高めるかを調べたところ、結合力から期待されたほどの効果は得られなかった。この原因として、グルコンアミドとボロノフェニルアラニンから構成される複合体の構造がかさ高いために、アミノ酸トランスポーターの認識部位まで到達することが困難であることが考えられた。そこで、複合体の構造をより平面的にしてかさ高さを減らすために側鎖構造をカテコール構造にした高分子を合成しその効果を評価したところ、グルコンアミド構造よりも優れたボロノフェニルアラニンの活性向上が見られた。これらのことから、ボロノフェニルアラニンの効果を向上するためには、高分子側鎖の立体構造が極めて重要であることが示唆された。
また、側鎖構造の検討に加えてポリビニルアルコールのボロノフェニルアラニンに対する効果も精査を進めた。昨年度は主にRAFT重合により合成したポリビニルアルコールを使用したが、今年度は市販品のポリビニルアルコールを用いて検討した。その結果、市販品のポリビニルアルコールでも同様にボロノフェニルアラニンの活性を高めることが明らかとなった。本研究で提案したコンセプトは臨床的に有用であると期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定通り、高分子の側鎖構造がボロノフェニルアラニン-高分子複合体の生体活性に与える影響を部分的ではあるものの明らかにすることができた。

Strategy for Future Research Activity

これまでの検討で得られた知見を学会等で発表し論文にもまとめる予定である。そのために必要な再現性の確認等も行いたいと考えている。ただし、COVID-19の影響により円滑に追加実験を行うことができない可能性もあり、随時柔軟に対応してこれまでの成果をまとめることも考えている。

Causes of Carryover

今年度前半は当初の計画よりも研究が順調に進展したが、年度末近くではCOVID-19等の影響により研究の一部を中止せざるを得なくなり次年度使用額が生じた。
次年度使用分については、側鎖に糖構造を有する高分子とボロノフェニルアラニンから構成されるホウ素送達システムについて有望なデータが得られているものの、当該内容についての論文投稿に際し、正確を期すための再現性実験等を行う必要があるので、それに使用する。また、論文内のディスカッションの内容を深めるために現在までに得られている知見を学会等にて共有し、他の研究者からの意見を得るためにも使用する予定である。

  • Research Products

    (19 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [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] Ring-Fused Firefly Luciferins: Expanded Palette of Near-Infrared Emitting Bioluminescent Substrates2020

    • Author(s)
      Ikeda Yuma、Nomoto Takahiro、Hiruta Yuki、Nishiyama Nobuhiro、Citterio Daniel
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 92 Pages: 4235~4243

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b04562

    • Peer Reviewed
  • [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] 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
  • [Presentation] 代謝制御型ドラッグデリバリーシステムによるホウ素中性子捕捉療法2020

    • Author(s)
      野本貴大
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
    • Invited
  • [Presentation] Poly(vinyl alcohol) for enhancing therapeutic effects of p-boronophenylalanine in neutron capture therapy2020

    • Author(s)
      Takahiro Nomoto, Yukiya Inoue, Ying Yao, Minoru Suzuki, Kaito Kanamori, Hiroyasu Takemoto, Makoto Matsui, Nobuhiro Nishiyama
    • Organizer
      The International Symposium on Biomedical Materials for Drug/Gene Delivery
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photosensitizer delivery to tumor cells and tumor-associated vasculature using functional polymers2019

    • Author(s)
      Takahiro Nomoto, Xuebo Dou, Hiroyasu Takemoto, Makoto Matsui, Keishiro Tomoda, Nobuhiro Nishiyama
    • Organizer
      7th International ALA and Porphyrin Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Boosting therapeutic potential of p-boronophenylalanine using biocompatible polymers2019

    • Author(s)
      Takahiro Nomoto, Yukiya Inoue, Ying Yao, Minoru Suzuki, Kaito Kanamori, Hiroyasu Takemoto, Makoto Matsui, Nobuhiro Nishiyama
    • Organizer
      yBNCT 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Metabolism-controlled boron delivery systems composed of biocompatible polymers and boronophenylalanine for neutron capture therapy2019

    • Author(s)
      Takahiro Nomoto, Yukiya Inoue, Ying Yao, Minoru Suzuki, Kaito Kanamori, Hiroyasu Takemoto, Makoto Matsui, Keishiro Tomoda, Nobuhiro Nishiyama
    • Organizer
      The ACS Spring 2019 National Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photodynamic therapy using functional polymers targeting tumor microenvironment2019

    • Author(s)
      Takahiro Nomoto
    • Organizer
      The 3rd Workshop for Japan-Korea Young Scientists on Pharmaceutics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Photodynamic therapy utilizing functional polymers that exert pH-responsive isothermal phase transition2019

    • Author(s)
      3.Takahiro Nomoto, Sjaikhurrizal El Muttaqien, Hiroyasu Takemoto, Makoto Matsui, Nobuhiro Nishiyama
    • Organizer
      ICPST-36
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 生体適合性高分子とp-boronophenylalanineから構成されるホウ素送達システムの開発と構成高分子の物性が体内動態と治療効果に与える影響に関する考察2019

    • Author(s)
      野本貴大、井上透矢、Yao Ying、鈴木実、金盛開人、武元宏泰、松井誠、友田敬士郎、西山伸宏
    • Organizer
      第16回日本中性子捕捉療法学会学術大会
  • [Presentation] 生体適合性高分子とボロノフェニルアラニンから構成される中性子捕捉療法用代謝制御型ホウ素送達システム2019

    • Author(s)
      野本貴大、井上透矢、Yao Ying、鈴木実、金盛開人、武元宏泰、松井誠、西山伸宏
    • Organizer
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Remarks] スライムの化学でがん治療の幅をひろげる ホウ素中性子捕捉療法の効果アップ

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2020/046337.html

  • [Remarks] 「スライムの化学」を利用した第5のがん治療法

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2020/046060.html

  • [Remarks] Using slime chemistry to improve cancer treatment

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/english/news/2020/046341.html

  • [Remarks] How to keep boron inside cells during radiotherapy

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/english/news/2020/046117.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] タンパク質複合体、医薬、癌治療剤、及びキット2019

    • Inventor(s)
      野本貴大、本田雄士、西山伸宏、武元宏泰、松井誠
    • Industrial Property Rights Holder
      東京工業大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2019-100395
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 結合体、及び癌治療剤2019

    • Inventor(s)
      野本貴大、西山伸宏、河本花奈、武元宏泰、松井誠
    • Industrial Property Rights Holder
      東京工業大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2019-083250

URL: 

Published: 2021-01-27  

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