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Development of self-assembled polymeric vehicles selectively delivering drugs to specific brain cells toward treatment of central nervous system diseases

Research Project

Project/Area Number 17H04742
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Anraku Yasutaka  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (60581585)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥25,480,000 (Direct Cost: ¥19,600,000、Indirect Cost: ¥5,880,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2018: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Fiscal Year 2017: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Keywords薬剤送達システム / 脳 / 高分子 / 高分子集合体 / 生体材料 / 血液脳関門 / 脳神経系疾患 / 核酸医薬 / 薬物送達システム / 環境応答性高分子 / 多機能型高分子集合体
Outline of Final Research Achievements

It is essential to deliver drugs not only crossing the blood-brain barrier (BBB) but also only to target cells in the brain parenchyma to effectively treat central nervous system diseases, such as Alzheimer's disease (AD). In this study, we developed polymeric self-assembly (PM) that selectively delivers nucleic acid drugs to neurons in the brain, using polymers that are safe in vivo as building blocks. In vivo experiments using AD model mice showed that the expression level of the target protein was significantly suppressed, and the ability related to spatial reference and long-term memory was successfully improved in behavioral tests.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られた成果は、有効な治療法が未確立である中枢神経系(CNS)疾患に対して、薬剤送達に基づく分子治療という抜本的解決策を提供するものであり極めて大きな意義を有している。様々な機能分子を中枢系に送達する方法論確立は、CNS疾患に留まらず、脳腫瘍やアミノ酸代謝異常など広範な疾患治療に大きく貢献することが確信される。また高分子/材料設計の観点からは、生体適合性・標的指向性・環境応答性という異なる機能を空間的に制御された形で構造内部に配置する仕掛けを創り込むなど、独創性に秀でた生体材料設計プロセスを当該分野にもたらす意義を有していると確信する。

Report

(4 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report

Research Products

(25 results)

All 2021 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Glucose transporter 1-mediated vascular translocation of nanomedicines enhances accumulation and efficacy in solid tumors2019

    • Author(s)
      Suzuki Kazumi、Miura Yutaka、Mochida Yuki、Miyazaki Takuya、Toh Kazuko、Anraku Yasutaka、Melo Vinicio、Liu Xueying、Ishii Takehiko、Nagano Osamu、Saya Hideyuki、Cabral Horacio、Kataoka Kazunori
    • Journal Title

      J. Control. Release

      Volume: 301 Pages: 28-41

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2019.02.021

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Self-Assembly of siRNA/PEG-b-Catiomer at Integer Molar Ratio into 100 nm-Sized Vesicular Polyion Complexes (siRNAsomes) for RNAi and Codelivery of Cargo Macromolecules2019

    • Author(s)
      Kim Beob Soo、Chuanoi Sayan、Suma Tomoya、Anraku Yasutaka、Hayashi Kotaro、Naito Mitsuru、Kim Hyun Jin、Kwon Ick Chan、Miyata Kanjiro、Kishimura Akihiro、Kataoka Kazunori
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 141 Pages: 3699-3709

    • DOI

      10.1021/jacs.8b13641

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Therapeutic polymersome nanoreactors with tumor-specific activable cascade reactions for cooperative cancer therapy.2019

    • Author(s)
      W. Ke, J. Li, F. Mohammed, Y. Wang, K. Tou, X. Liu, P. Wen, H. Kinoh, Y. Anraku, H. Chen, K. Kataoka, Z. Ge,
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 13 Pages: 2357-2369

    • DOI

      10.1021/acsnano.8b09082

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Targeting ability of self-assembled nanomedicines in rat acute limb ischemia model is affected by size2018

    • Author(s)
      Suhara Masamitsu、Miura Yutaka、Cabral Horacio、Akagi Daisuke、Anraku Yasutaka、Kishimura Akihiro、Sano Masaya、Miyazaki Takuya、Nakamura Noriko、Nishiyama Ayako、Kataoka Kazunori、Koyama Hiroyuki、Hoshina Katsuyuki
    • Journal Title

      J. Control. Release

      Volume: 286 Pages: 394-401

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2018.07.049

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Glycaemic control boosts glucosylated nanocarrier crossing the BBB into the brain.2018

    • Author(s)
      Y. Anraku, H. Kuwahara, Y. Fukusato, A. Mizoguchi, T. Ishii, K. Nitta, Y. Matsumoto, K. Toh, K. Miyata, S. Uchida, K. Nishina, K. Osada, K. Itaka, N. Nishiyama, H. Mizusawa, T. Yamasoba, T. Yokota, K. Kataoka
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 8 Pages: 1-001

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00952-3

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 高分子集合体を用いた脳神経系疾患の革新的治療技術の開発2021

    • Author(s)
      安楽泰孝
    • Organizer
      キャピラリー電気泳動シンポジウム(SCE2021)
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  • [Presentation] ナノマシンが拓く革新的な脳神経系疾患治療法の開発2021

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      安楽泰孝
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      日本薬物動態学会 第36回年会
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  • [Presentation] 脳内に薬剤を効率的に送達するBBB通過型ナノマシンの基礎と応用2021

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      安楽泰孝
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      第117回日本精神神経学会学術総会
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      安楽泰孝
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  • [Presentation] 難治性脳神経系疾患の治療を指向した薬剤送達システムの開発2019

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      安楽泰孝
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      日本薬学会 第139年会
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  • [Presentation] 「難治性疾患の治療/診断を指向したナノマシンの創製 ~脳神経系疾患の革新的治療技術の開発~」2018

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      安楽泰孝
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      新化学技術推進協会 ライフサイエンス技術部会 材料分科会  講演会
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  • [Presentation] ほったらかしで健康になる? -体内ナノマシンによる医療革命-2018

    • Author(s)
      安楽泰孝
    • Organizer
      科学未来館 トークセッション
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    • Invited
  • [Presentation] グルコース濃度に応答して血中から脳内に薬剤を届ける高分子ミセルの開発2018

    • Author(s)
      安楽泰孝、桑原宏哉、横田隆徳、片岡一則
    • Organizer
      第67回 高分子学会年次大会
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  • [Presentation] 難治性疾患の治療/診断を指向したナノマシンの創製 ~脳神経系疾患の革新的治療技術の開発~2018

    • Author(s)
      安楽泰孝
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      第15回Tonomachi Cafe
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 脳実質内でのターゲティングを可能とするデュアルリガンド搭載型高分子ミセルの開発2017

    • Author(s)
      渡邉拓也、安楽泰孝、福島重人、片岡一則
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子ミセル表層に装着したリガンド分子と標的受容体との相互作用解析2017

    • Author(s)
      中村乃理子、安楽泰孝、渡邉拓也、福島重人、藤加珠子、H. Cabral、片岡一則
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 活性酸素種に応答して開裂する抗酸化剤内包高分子ミセルの開発2017

    • Author(s)
      中村直人、安楽泰孝、吉永直人、H. Cabral、片岡一則
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化ストレス環境に応答して開裂する抗酸化剤内包高分子ミセルの構築2017

    • Author(s)
      中村直人、吉永直人、安楽泰孝、H. Cabral、片岡一則
    • Organizer
      第70回日本酸化ストレス学会学術集会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 活性酸素種を引き金とする抗酸化剤放出型高分子ミセルの創製2017

    • Author(s)
      中村直人、吉永直人、安楽泰孝、H. Cabral、片岡一則
    • Organizer
      第66回高分子討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 難治性脳神経系疾患の治療を指向した高分子ミセルの構築2017

    • Author(s)
      安楽泰孝、桑原宏哉、横田隆徳、片岡一則
    • Organizer
      第66回高分子討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 血液脳関門の突破を指向した高分子ミセル表層のリガンド分子と標的トランスポーターの相互作用解析2017

    • Author(s)
      中村乃理子、安楽泰孝、福島重人、藤加珠子、H. Cabral、片岡一則
    • Organizer
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化ストレス環境に応答する高分子ミセル型ROSスカベンジャーの開発2017

    • Author(s)
      中村直人、吉永直人、安楽泰孝、H. Cabral、片岡一則
    • Organizer
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
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  • [Book] アルツハイマー病発症メカニズムと新規診断法・創薬・治療開発2018

    • Author(s)
      新井平伊、安楽泰孝、他85名
    • Total Pages
      460
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      4860435788
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  • [Remarks] 東京大学大学院バイオエンジニアリング専攻 カブラル研

    • URL

      http://www.bmc.t.u-tokyo.ac.jp

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  • [Remarks] 東京大学大学院工学系研究科 カブラル研究室

    • URL

      http://www.bmc.t.u-tokyo.ac.jp

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      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2023-01-30  

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