Development of Biomimetic DDS to improve healthy longevity and its application to the treatment for sarcopenia

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21485
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Maruyama Toru 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (90423657)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邊 博志 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 准教授 (70398220) ; 前田 仁志 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 助教 (80791483)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: サルコペニア / 健康寿命 / ミオスタチン / アルブミン / ドラッグデリバリーシステム

Outline of Final Research Achievements

pDNA fused with HSA dimer and muscle atrophy inhibitor was prepared, and then the fusion protein was expressed in yeast, and purified by several chromatographic methods. Then, an S-nitroso compound was prepared with isoamyl nitrite. We examined the pharmacokinetics of the fusion protein in mice and found that the retention in blood significantly increased and the muscle distribution was significantly enhanced compared with the muscular atrophy inhibitor alone. We also evaluated the pharmacological effect of the fusion protein against muscle atrophy model animals and found that the decrease in body weight and skeletal muscle weight was significantly suppressed, and the muscle strength and muscular endurance were recovered compared with the saline group.

Free Research Field

医療薬学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は廃用症候群の予防など他の疾患治療へも応用可能である。例えば、癌に代表される消耗性疾患の場合、カヘキシアと呼ばれる骨格筋萎縮を呈し、 QOLの低下はもとより予後を悪化させる。カヘキシアは高頻度でサルコペニアを合併するため、本融合体の開発はカヘキシア対策にも有望である。加えて、宇宙空間では、重力の低下に伴い、筋委縮や筋力低下が生じやすくなり、5～11日間の滞在で約20%程度の筋肉が減少する。そのため、近い将来に実現する宇宙時代では、この筋肉萎縮・筋力消失への対策も切望されているが、サルコペニア治療薬の開発はこれら宇宙科学への貢献も期待できる。