2021 Fiscal Year Annual Research Report
Basic research on the curative treatment of COPD with active vitamin D3 using an innovative nuclear delivery strategy
| Project/Area Number |
21H03826
|
|---|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science |
|---|
Principal Investigator |
山下 親正 東京理科大学, 薬学部薬学科, 教授 (30622188)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋田 智后 東京理科大学, 薬学部薬学科, 助教 (60801157)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
|
| Keywords | 慢性閉塞性肺疾患(COPD) / 活性型ビタミンD3 / 核移行DDS / 肺胞再生 / 吸入システム |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
慢性閉塞性肺疾患（COPD）は、肺自体の炎症が全身へ波及し、栄養障害、骨格筋機能障害などの併存症が生じる全身性炎症疾患で、世界の死亡原因第3位の疾患にも関わらず、破壊された肺胞を再生する根治治療薬が存在しない。申請者らは、活性型ビタミンD3（VD3）の経肺投与による肺胞修復効果を世界に先駆けて見出している。しかし、VD3は経肺投与の連投により高カルシウム血症を生じることも明らかにしている。そこで申請者は、「VD3含有機能性ナノ粒子の経肺投与により、VD3の作用点の核内へ効率よく送達させることで、肺胞修復効果を維持しつつ、高カルシウム血症の副作用を軽減し、肺内での炎症抑制で全身性炎症疾患も抑えることができる」という仮説を立てた。本研究では、この仮説を検証し、臨床応用できるVD3含有ナノ粒子の吸入剤化を行うことを目的に、本年度は以下の検討を行った。ナノ粒子に対してVD3を封入するため、ヘルパー脂質を変えてナノ粒子の処方検討を行った結果、各処方においてナノ粒子のゼータ電位は中性を示し平均粒子径は130 nm程度となった。また、その中で約70％のVD3封入率を示す処方を見出した。また、COPDモデルマウスに対してVD3封入ナノ粒子を経肺投与した結果、Free体VD3の10分の1の投与量で呼吸機能改善効果が得られる脂質組成を見出すことができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、ナノ粒子にVD3を封入するため、ナノ粒子の脂質組成において、ヘルパー脂質を変えて複数種類のナノ粒子を調製し、COPDモデルマウスへの経肺投与に適したナノ粒子の脂質組成を見出すことを目指し処方検討を進めた。その結果、どの処方で調製したナノ粒子もゼータ電位は中性を示し、粒子径は120～140 nm程度となった。VD3封入率は約35%～70%となり、ヘルパー脂質によって大きく異なる値を示した。また、COPDモデルマウスに対して、調製したVD3封入ナノ粒子を経肺投与したところ、Free体VD3の10分の1の投与量で呼吸機能改善効果が得られる脂質組成を見出すことができた。
これらの知見は、本研究の目標である革新的な核内送達戦略を用いた活性型ビタミンD3によるCOPD根治治療の開発に着実に貢献していると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、昨年度に引き続き、VD3封入細胞内環境応答脂質ナノ粒子(LNP)の有用性の検討を行うと共に、以下に示す細胞内動態の解明と核内送達戦略の検証を行う。
１．VD3封入LNPを経肺投与した際に、VD３の副作用である血中カルシウム濃度の上昇を抑えることができるのかを検討する。２．VD3封入LNPが、ApoEを介して肺胞上皮幹細胞にエンドサイトーシスで効率良く取り込まれることを肺胞上皮幹細胞の代わりに未分化性の高い細胞のCalu-6で検証する。３．VD3封入LNPがエンドソーム内でプロトン化し、プロトンスポンジ効果でエンドソーム膜を破壊し、LNPが細胞質へ放出されることをVD3の代わりにクマリン-６を封入したLNPで検証する。４．細胞質内で放出されたVD3封入LNPが細胞質内のグルタチオンでS-S結合が切断され、LNP内に封入されているVD3が細胞質へ放出されることを還元剤とカルセインを封入したLNPを用いて検証する。５．細胞質へ放出されたVD3が細胞質内に存在する核移行シグナルを有するVDR等と結合し、核内へ移行し、未分化性の高いClu-6の分化を誘導するという仮説を検証する。そのために、核移行シグナルを有する分子を同定し、この分子をノックダウンさせて、VD3の核内への移行量が減少することを示す。
|
-
-
-
[Journal Article] Clinical Study on Nicotinamide Phosphoribosyl Transferase and SIRT1 Level in Patients With Neutropenia After Chemotherapy for Lung Cancer.2021
Author(s)
Yukari Tsubata, Tomomi Akita, Ryosuke Tanino, Takamasa Hotta, Ayano Tezuka, Misato Kobayashi, Takae Okuno, Yohei Shiratsuki, Akari Tanino, Megumi Hamaguchi, Chikamasa Yamashita, Takeshi Isobe.
-
Journal Title
Shimane Journal of Medical Science.
Volume: 38
Pages: 119～125
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
