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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Molecular design of innovative drugs based on molecular assembly

Research Project

Project/Area Number 19H05458
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

長崎 幸夫  筑波大学, 数理物質系, 教授 (90198309)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐々木 茂貴  長崎国際大学, 薬学部, 教授 (10170672)
吉冨 徹  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (20585799)
丸山 達生  神戸大学, 工学研究科, 教授 (30346811)
案浦 健  国立感染症研究所, 寄生動物部, 室長 (90407239)
富田 勉  株式会社タイムラプスビジョン(研究部), 研究部, 代表取締役 (30772488)
Project Period (FY) 2019-04-23 – 2024-03-31
Keywords抗酸化薬 / アミノ酸 / 自己組織化薬 / 短鎖脂肪酸 / サルコペニア / 癌悪液質 / PPARα / コントロールドリリース
Outline of Annual Research Achievements

従来のビタミンや様々な抗酸化剤は低分子ゆえに正常細胞内のレドックス反応を破壊する重大な欠点があった。我々は自己組織能を持つ高分子に抗酸化剤を共有結合すると、正常細胞への取り込みが抑制されるために副作用を低減させ、炎症部位に集積して活性酸素種(ROS)を効果的に消去することを見出した。この成果は、低分子単独の薬理活性物質を自己組織化させることによって、低分子単独では得られない生体機能や治療効果を実現できる可能性を示すものである。これまでの有機合成による低分子医薬品の開発や、鍵と鍵穴を作用機序とする酵素や受容体をターゲットとするバイオ医薬品などに限界が見えるつつある中、本研究では「分子の組織体」を用いて、これまで困難とされてきた薬理活性を発現させるところにあり、この「分子の組織体による薬理活性」をこれまでにない作用機序に基づく新たな創薬概念として提唱した。目的を達成するために本研究では、wet系実験研究ならではの発見を大切にし、「多数分子が組織的・協同的に働く 」という概念を創薬分野に導入・確立することが本研究の最大の特徴である。これまでに抗酸化型、アミノ酸型、短鎖脂肪酸型自己組織化薬を設計し、がんやうつ病、肝障害、膵臓障害など様々な動物モデルを作製し、その効果の実証をしてきた。また、隣接基効果による新薬合成では隣接基効果により初めて選択的に機能する分子を設計し、細胞実験で実証を進めている。また、生体内環境でゲル化する分子設計では腫瘍環境から細胞内への展開を進め、動物実験にも成功しつつある。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (29 results)

All 2024 2023

All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 5 results) Patent(Industrial Property Rights) (6 results)

  • [Journal Article] Self-assembling butyric acid prodrug acts as a sensitizer for cancer radiotherapy2024

    • Author(s)
      Shashni Babita、Nagasaki Yukio
    • Journal Title

      Nano Today

      Volume: 54 Pages: 102103~102103

    • DOI

      10.1016/j.nantod.2023.102103

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An orally deliverable ornithine-based self-assembling polymer nanomedicine ameliorates hyperammonemia in acetaminophen-induced acute liver injury2023

    • Author(s)
      Ding Yuanyuan、Koda Yuta、Shashni Babita、Takeda Naoki、Zhang Xuguang、Tanaka Naoki、Nishikawa Yuji、Nagasaki Yukio
    • Journal Title

      Acta Biomaterialia

      Volume: 168 Pages: 515~528

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2023.07.005

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Design of Antioxidant Nanoparticle, which Selectively Locates and Scavenges Reactive Oxygen Species in the Gastrointestinal Tract, Increasing The Running Time of Mice2023

    • Author(s)
      Toriumi Takuto、Ohmori Hajime、Nagasaki Yukio
    • Journal Title

      Advanced Science

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.1002/advs.202301159

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Newly Designed Cysteine-Based Self-Assembling Prodrugs for Sepsis Treatment2023

    • Author(s)
      Koda Yuta、Nagasaki Yukio
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 15 Pages: 1775~1775

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics15061775

  • [Journal Article] Efficacy of redox nanoparticles for improving survival of transplanted cells in a mouse model of ischemic stroke2023

    • Author(s)
      Hirata Koji、Marushima Aiki、Nagasaki Yukio、Ishikawa Hiroshi、Matsumura Hideaki、Mujagi Arnela、Hirayama Aki、Toyomura Junko、Ohyama Akihiro、Takaoka Shohei、Bukawa Hiroki、Matsumura Akira、Ishikawa Eiichi、Matsumaru Yuji
    • Journal Title

      Human Cell

      Volume: 36 Pages: 1703~1715

    • DOI

      10.1007/s13577-023-00940-4

  • [Journal Article] Designing poly(gamma-aminobutyric acid)-based nanoparticles for the treatment of major depressive disorders2023

    • Author(s)
      Tri Bui Duc、Shashni Babita、Matsui Hirofumi、Nagasaki Yukio
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 360 Pages: 110~121

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2023.06.021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct evidence for the involvement of intestinal reactive oxygen species in the progress of depression via the gut-brain axis2023

    • Author(s)
      Ikeda Yutaka、Saigo Naoki、Nagasaki Yukio
    • Journal Title

      Biomaterials

      Volume: 295 Pages: 122053~122053

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2023.122053

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Self-assembling polymer-based short chain fatty acid prodrugs ameliorate non-alcoholic steatohepatitis and liver fibrosis2023

    • Author(s)
      Shashni Babita、Tajika Yuya、Ikeda Yutaka、Nishikawa Yuji、Nagasaki Yukio
    • Journal Title

      Biomaterials

      Volume: 295 Pages: 122047~122047

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2023.122047

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recent advances in self-assembling redox nanoparticles as a radiation protective agent2023

    • Author(s)
      Feliciano Chitho P.、Cammas-Marion Sandrine、Nagasaki Yukio
    • Journal Title

      AIMS Molecular Science

      Volume: 10 Pages: 52~69

    • DOI

      10.3934/molsci.2023005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design of a new self-assembling antioxidant nanomedicine to ameliorate oxidative stress in zebrafish embryos2023

    • Author(s)
      Shashni Babita、Tamaoki Junya、Kobayashi Makoto、Nagasaki Yukio
    • Journal Title

      Acta Biomaterialia

      Volume: 159 Pages: 367~381

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2023.01.012

  • [Journal Article] Short-chain fatty acid-releasing nano-prodrugs for attenuating growth and metastasis of melanoma2023

    • Author(s)
      Shashni Babita、Nagasaki Yukio
    • Journal Title

      Acta Biomaterialia

      Volume: 159 Pages: 226~236

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2023.01.054

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Antioxidant nanoparticles that scavenge the intestinal ROS lead to health,2023

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      Materials Research Meeting 2023 (MRM2023), organized by International Union of Materials Research Societies--International Conference in Asia (IUMRS-ICA)
    • Invited
  • [Presentation] 分子組織化薬の設計と機能2023

    • Author(s)
      長崎幸夫
    • Organizer
      第32回ポリマー材料フォーラム
    • Invited
  • [Presentation] Antioxidant Nanoparticles Mitigating Intestinal Oxidative Stress for Enhanced Overall Health2023

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      The Annual Symposium of Taiwanese Society of Biomadical Engineering (TSBME2023)
    • Invited
  • [Presentation] サプリメントからドラッグへ -自己組織化によるアミノ酸ドラッグの設計-2023

    • Author(s)
      長崎幸夫
    • Organizer
      日本アミノ酸学会第17回学術集会
    • Invited
  • [Presentation] Antioxidant nanoparticles that scavenge the intestinal ROS lead to health,2023

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      The 6th International Symposium of Materials on Regenerative Medicine (ISOMRM2023)
    • Invited
  • [Presentation] Biomaterials for Unmet Needs2023

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      Taipei-Tech Biomaterials Research and Commercialization Forum in The 6th International Symposium of Materials on Regenerative Medicine (ISOMRM2023)
  • [Presentation] Antioxidant nanoparticles that scavenge the intestinal ROS lead to health2023

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      The 4th International Conference on Nanomaterials for Health, Energy and the Environment
  • [Presentation] Polymer-based micelle-type antioxidant enhances exercise performance,2023

    • Author(s)
      Takuto Toriumi, Hajime Ohmori, Yukio Nagasaki
    • Organizer
      ACS 2023
  • [Presentation] Orally administered polymer micelle-type antioxidants that scavenge the intestinal ROS lead to health,2023

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      ACS 2023
  • [Presentation] Orally administered polymer micelle-type2023

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      Biomaterials International 2023
  • [Presentation] Antioxidant nanoparticles that scavenge the intestinal ROS lead to health,2023

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      International Conference on Precision Nanomedicine in Theranostics & The 2023 Annual Meeting of Taiwan Nanomedicine Society
  • [Presentation] 腸内活性酸素種を消去する抗酸化ナノ粒子が健康を導2023

    • Author(s)
      長崎 幸夫
    • Organizer
      フリーラジカルスクール
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 未公開中であるので公表を控える2023

    • Inventor(s)
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Holder
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願9999
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 未公開中であるので公表を控える2023

    • Inventor(s)
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Holder
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願9999
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 未公開中であるので公表を控える2023

    • Inventor(s)
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Holder
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願9999
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 未公開中であるので公表を控える2023

    • Inventor(s)
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Holder
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願9999
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 未公開中であるので公表を控える2023

    • Inventor(s)
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Holder
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願9999
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 未公開中であるので公表を控える2023

    • Inventor(s)
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Holder
      長崎幸夫、他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願9999

URL: 

Published: 2024-12-25  

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