Development of artificial transporter making use of boronic acid molecular recognition

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H04529
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90120:Biomaterials-related
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: Matsumoto Akira 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70436541)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ボロン酸 / シアル酸 / がん幹細胞 / 弱酸性化

Outline of Final Research Achievements

We discovered some pyridyl-containing heterocyclic boronic acid derivatives are able to bind to sialic acids tens of times more potent and selectively than previously known levels. Furthermore, this behavior was found to manifest only under weakly acidic conditions that are relevant to the low-oxygen environment within tumors. Based on this discovery, achievements were made in the synthesis of novel boronic acid-containing compounds that have applications in targeted delivery to cancer stem cells using platinum-based formulation-loaded polymeric micelles, parallel targeting of multiple cancer stem cell epitopes, application to detection systems for sialylation-related blood protein markers and cell surface sialic acids, and potential applications in boron neutron capture therapy.

Free Research Field

高分子材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ボロン酸リガンドの重要な利点の一つに、シアリル化に依存する複数タイプのがん幹細胞エピトープを並列的に標的可能なことが挙げられ、事実このような複数エピトープの発現は膵臓CSC等において知られている。抗体リガンドではこれらを独立に標的する必要があるが、我々の手法により、これらを並列的にターゲティング可能なことを明らかにした。また、ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）においては、現在、チロシン擬似体であるステボロニン（BPA）が唯一臨床試験で用いられており、溶解性と腫瘍特異性が課題である。我々が開発した新規化合物はこれら課題解決につながることが期待される。