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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ガン温熱化学療法に有効なナノキャリアの開発

Research Project

Project/Area Number 25350549
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

森本 展行  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00313263)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords自己組織化 / ベタイン型ポリマー / ナノ粒子 / 細胞毒性 / 刺激応答性
Outline of Annual Research Achievements

ガン温熱化学療法へ展開しえるナノキャリアの開発を目指し、ポリエチレングリコール(PEG)とポリ(3-ジメチル(メタクリロイルオキシエチル)アンモニウムプロパンスルホン酸)(SB)によるブロックコポリマーを調製した。このポリマーは純水中で多重膜ミクロスフィアを自己組織的に形成し、加温により解離した。この解離温度は、SBポリマーの示す上限臨界共溶温度に依存し、狭い温度域で会合-解離が繰り返し応答しえること、さらにPEG含量により転移温度を制御しえた。このミクロスフィアは熱刺激に加え電場の付加により融合を制御しえること、さらに流動場においても融合-解離が制御しえた。また、塩添加によりこのミクロスフィアは解離するが、生理塩濃度においては解離状態しかとりえなかったため、この条件下で温度応答を示すポリマーの開発を行った。その中でスルホベタイン構造のカチオン部位をアルキル鎖からピリジン環とすることで生理塩条件下でも安定なミクロスフィアの形成に成功したが、温度応答性が鈍化するとともに、毒性の発現が確認された。このため、PEGとSBのランダムコポリマーを調製した。このポリマーは生理条件下においてもナノスフィアを形成しえ、細胞毒性をほとんど示さないこと、膜透過が主要と考えられる経路での驚くべき細胞内導入能を明らかとした。本年度は、このポリマーへローダミンBを修飾すると毒性を示さずにミトコンドリアへの選択性を付与しえたとともに、抗ガン剤であるドキソルビシン(Dox)を修飾するとミトコンドリアや核へ集積した。Doxをポリマーへ安定に化学修飾してもポリマーは低温でも細胞内へ効率よく導入できることに加え、導入効率から推察するとDoxの薬効を低下させずに細胞毒性を発揮し、アポトーシスを誘導しえた。誘電加温システムを用いてDoxポリマーの効果を検討したところ、20%程度の毒性上昇がみられた。

  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] モントリオール大学(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      モントリオール大学
  • [Journal Article] Membrane translocation and organelle-selective delivery steered by polymeric zwitterionic nanospheres.2016

    • Author(s)
      N. Morimoto, M. Wakamura, K. Muramatsu, S. Toita, M. Nakayama, W. Shoji, M. Suzuki, F. M. Winnik.
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 17 Pages: 1523-1535

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.6b00172

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Rotational motion of rhodamine 6G tethered to actin through oligo (ethylene glycol) linkers studied by frequency-domain fluorescence anisotropy.2015

    • Author(s)
      T. Wazawa, N. Morimoto, T. Nagai, M. Suzuki.
    • Journal Title

      Biophys. Physicobiol.

      Volume: 12 Pages: 87-102

    • DOI

      10.2142/biophysico.12.0_87

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 微粒子バイオマテリアル2015

    • Author(s)
      森本展行、野村直之
    • Journal Title

      バイオマテリアル -生体材料-

      Volume: 33 Pages: 278-283

  • [Presentation] Trading of DNA oligomers encapsulated into self-assembled microsphere2015

    • Author(s)
      N. Morimoto, R. Takei, S. M. Nomura, M Suzuki
    • Organizer
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞膜透過型スルホベタインポリマーナノスフィアによる細胞内動態制御2015

    • Author(s)
      森本 展行、若村 優、中山 勝文、東海林 亙、鈴木 誠
    • Organizer
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ、京都
    • Year and Date
      2015-11-09 – 2015-11-10
  • [Presentation] スルホベタインコポリマーナノスフィアの細胞内導入機構解析2015

    • Author(s)
      若村 優、森本 展行、中山 勝文、東海林 亙、鈴木 誠
    • Organizer
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ、京都
    • Year and Date
      2015-11-09 – 2015-11-10
  • [Presentation] 多層膜ミクロスフィアに内包したDNAの交換とその配列依存性2015

    • Author(s)
      武井 里歩、森本 展行、野村 慎一郎、鈴木 誠
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [Presentation] PEG-スルホベタインコポリマーナノスフィアによる細胞内動態制御2015

    • Author(s)
      若村 優、森本 展行、中山 勝文、東海林 亙、鈴木 誠
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [Presentation] Mg/Ca 結合 F-アクチンの多重水和状態2015

    • Author(s)
      R. Chishima, A. Imao, G. Mogami, T. Watanabe, T. Wazawa, N. Morimoto, M. Suzuki
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学、金沢
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] 細胞膜透過型高分子ナノスフィアの設計と細胞内動態解析2015

    • Author(s)
      森本 展行、若村 優、中山 勝文、東海林 亙、鈴木 誠
    • Organizer
      第31回日本DDS学会学術集会
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル、東京
    • Year and Date
      2015-07-02 – 2015-07-03
  • [Presentation] 多層膜ミクロスフィア中への DNA オリゴマー内包と その交換挙動2015

    • Author(s)
      森本 展行、武井 里歩、野村 慎一郎、鈴木 誠
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター、札幌
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29

URL: 

Published: 2017-01-06  

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