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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Strategic creation of polymer-lipid hybrid nanoparticles for tissue-selective nucleic acid delivery

Research Project

Project/Area Number 22K19907
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

磯野 拓也  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70740075)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 原島 秀吉  北海道大学, 薬学研究院, 教授 (00183567)
佐藤 悠介  北海道大学, 薬学研究院, 助教 (10735624)
佐藤 敏文  北海道大学, 工学研究院, 教授 (80291235)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Keywords核酸医薬 / ドラッグデリバリーシステム / 精密重合 / 開環交互共重合
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、構造的・物理化学的に多様なアミノ化ポリエステルを精密合成し、それをベースとした高分子-脂質ハイブリッドナノ粒子のスクリーニングを通じて各主要臓器へ選択的に核酸送達可能なキャリア創出を目的としている。昨年度はアミノアルコールを重合開始剤に用いたε-カプロラクトン誘導体の開環重合によるアミノポリエステルライブラリの構築を行ったが、本年度は新たなライブラリ構築の方法論としてグリシジルアミンと環状酸無水物の開環交互共重合法を検討した。開環交互共重合は2種類のモノマーからポリマー鎖を構築するため、簡便に構造多様なアミノポリエステルを得ることが出来ると期待できる。昨年の段階でグリシジルアミンと環状酸無水物の開環交互共重合に対してフォスファゼン塩基などの有機強塩基が触媒として有効であることを見出していた。検討を続けたところ、興味深いことに、本重合は無触媒条件においても進行することが明らかとなった。これはモノマー中の3級アミンが触媒として作用したためである。最適化した重合条件を様々なグリシジルアミン(N,N-ジベンジルグリシジルアミンなど、合計4種類)と環状酸無水物(フタル酸無水物など、合計5種類)の組み合わせに展開することで、新規なアミノポリエステルライブラリの構築に成功した。また、重合開始剤を工夫することで末端官能基化やブロック共重合体化も実現した。さらに、環状酸無水物としてトリメリット酸無水物を用いることでハイパーブランチ型のアミノポリエステルを得ることにも成功した。

  • Research Products

    (11 results)

All 2023 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Harnessing Topology and Stereochemistry of Glycidylamine‐Derived Lipid Nanoparticles for in Vivo mRNA Delivery to Immune Cells in Spleen and Their Application for Cancer Vaccination2023

    • Author(s)
      Abd Elwakil Mahmoud M.、Suzuki Ryota、Khalifa Alaa M.、Elshami Rania M.、Isono Takuya、Elewa Yaser H.A.、Sato Yusuke、Nakamura Takashi、Satoh Toshifumi、Harashima Hideyoshi
    • Journal Title

      Advanced Functional Materials

      Volume: 33 Pages: 2303795

    • DOI

      10.1002/adfm.202303795

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-Step Synthesis of Poly(amide ester)-Based Block Copolymers with Defined Phase Separation Behavior2023

    • Author(s)
      Gao Tianle、Li Feng、Suzuki Ryota、Li Huan、Yamamoto Takuya、Xia Xiaochao、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 56 Pages: 8333~8343

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.3c01305

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Alkali Metal Carboxylates: Simple, Efficient, and Industrial Relevant Catalysts for Controlled Polymer Synthesis2023

    • Author(s)
      Li Feng、Suzuki Ryota、Gao Tianle、Xia Xiaochao、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 96 Pages: 1003~1018

    • DOI

      10.1246/bcsj.20230149

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] カルボキシ基含有環状酸無水物とエポキシドの開環交互共重合による多分岐ポリエステルの合成2023

    • Author(s)
      鈴木涼太、夏小超、高添楽、山本拓矢、田島健次、Li Feng、磯野拓也、佐藤敏文
    • Organizer
      第72回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 有機触媒を用いた環状酸無水物とオキセタンの開環交互共重合によるポリエステルの合成2023

    • Author(s)
      太田伊代香、鈴木涼太、夏小超、高添楽、Li Feng、磯野拓也、佐藤敏文
    • Organizer
      第72回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 有機塩基触媒を用いた環状酸無水物とオキセタンの開環交互共重合系の確立2023

    • Author(s)
      太田伊代香、鈴木涼太、Gao Tianle、Xia Xiaochao、Li Feng、磯野拓也、佐藤敏文
    • Organizer
      2023年度 北海道高分子若手研究会
  • [Presentation] Hyperbranched Polyester Synthesis by Ring-opening Alternating Copolymerization of Trimellitic Anhydride with Epoxides2023

    • Author(s)
      Ryota Suzuki, Xiaochao Xia, Tianle Gao, Takuya Yamamoto, Kenji Tajima, Feng Li, Takuya Isono, Toshifumi Satoh
    • Organizer
      IPC2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Switchable Polymerization: from Complex Monomer Mixtures to Poly(ester amide)-based block copolymers2023

    • Author(s)
      Tianle Gao, Xiaochao Xia, Feng Li, Takuya Isono, Toshifumi Satoh
    • Organizer
      IPC2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 二元系有機触媒を用いた環状エーテル、アジリジン、環状酸無水物の開環共重合における配列制御2023

    • Author(s)
      Gao Tianle、Li Feng、磯野 拓也、山本 拓矢、田島 健次、佐藤 敏文
    • Organizer
      第72回高分子討論会
  • [Presentation] オキセタンと環状酸無水物の開環交互共重合を駆使したセルフスイッチ重合2023

    • Author(s)
      太田伊代香、鈴木涼太、Gao Tianle、Xia Xiaochao、Li Feng、磯野拓也、佐藤敏文
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ2023
  • [Remarks] 高分子化学研究室

    • URL

      http://poly-ac.eng.hokudai.ac.jp/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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