Molecular design of the membrane-active polyers for spontaneous formation of cell-membrane nanodiscs and their application to nano carriers

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19007
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: Yasuhara Kazuma 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (90545716)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: ナノディスク / 両親媒性ポリマー / 脂質二分子膜 / ドラッグデリバリー / 自己組織化

Outline of Final Research Achievements

Molecular transport to cells using nanocarriers plays a crucial role in molecular therapies such as gene therapy and drug delivery systems. In this study, we aimed to construct nanocarriers that selectively transport molecules to specific cellular organelles using lipid nanodiscs formed by designed polymers. The nanodiscs developed in this study were shown to transport molecules to cells more efficiently compared to liposomes, which are widely used as a conventional carrier. Furthermore, it was revealed that encapsulation of anticancer drugs in nanodiscs enhanced their biological activity.

Free Research Field

生体高分子科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脂質分子によって構成されるナノキャリアは、カプセル状のリポソームがこれまでその大半を占め、異なる形態を有する脂質分子集合体を用いたキャリア開発は限定的であった。本研究では、リポソームとは異なる形態を有するナノディスクを新たなキャリアとして用いるアプローチによって、リポソームをしのぐ分子輸送特性が実現された。本研究の知見は、年々その重要性を増している分子治療や薬物送達システムの確立において大きく貢献することが期待される。