Regulation of intestinal microenvironment networks by polyamine nanoparticles and its application to the treatment of inflammatory bowel disease

Research Project

Project/Area Number	22K19947
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
Research Institution	National Institute for Materials Science
Principal Investigator	NISHIGUCHI Akihiro 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, 主幹研究員 (10784944)
Project Period (FY)	2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000) Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000) Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords	ポリアミン / 免疫制御 / 炎症性疾患 / ナノ粒子 / 生体適合性
Outline of Research at the Start	炎症性腸疾患は、腸管免疫の異常亢進によって下痢や血便を引き起こす難治性の自己免疫疾患であるが、既存の薬物療法は治療効果が不十分であり、全身性の副作用が問題である。本研究では、粘膜・免疫細胞・腸内細菌叢・神経が織りなす腸管微小環境ネットワークを制御するポリアミンナノ粒子を開発し、炎症性腸疾患治療へ応用する。ポリアミンをナノ粒子化することで、酵素耐性および大腸集積性を向上させ、原因物質である酸化ストレスを除去し、炎症性疾患の治癒に向けた基盤技術を確立する。
Outline of Final Research Achievements	Inflammatory bowel diseases including ulcerative colitis and Crohn's disease are intractable autoimmune diseases causing diarrhea and bloody stools due to abnormal enhancement of intestinal immunity. Conventional drug therapies have systemic side effects. We aimed to develop polyamine nanoparticles that regulate the intestinal microenvironmental networks and apply them to the treatment of inflammatory bowel disease. Polyamine nanoparticles composed of polyamine and hyaluronic acid with anti-inflammatory functions were developed. The relationship between molecular structure and ROS scavenging function was clarified to develop nanoparticles that control the intestinal microenvironmental networks.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究では、潰瘍性大腸炎の治療薬として経口投与可能な抗炎症性ポリアミンナノ粒子を開発した。高い生体適合性と活性酸素消去活性を持つポリアミンをベースとしたナノメディンは、炎症性疾患の治療のための抗炎症薬として有用であると期待される。