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Development of heteroduplex-oligonucleotide-containing glucose micelle as a blood-brain barrier-crossing nucleic acid drug

Research Project

Project/Area Number 23K24042
Project/Area Number (Other) 22H02779 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

桑原 宏哉  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (80723486)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮田 完二郎  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50436523)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywords核酸医薬 / 血液脳関門 / ヘテロ核酸 / グルコースミセル
Outline of Research at the Start

安全性及び有効性の高いDNA/RNA二本鎖ヘテロ核酸と、高い効率で血液脳関門を通過して脳内に薬剤を送達するグルコースミセルの2つの技術を融合した、ヘテロ核酸搭載グルコースミセルを開発し、全身投与で中枢神経系の任意の分子の強力な発現制御を実現する革新的な血液脳関門通過型核酸医薬を創生する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、核酸医薬を全身投与して、血液脳関門を通過させて中枢神経系に効率的に送達し、任意の分子の強力な発現抑制をもたらす革新的な創薬技術の開発を目的としている。
DNA/RNA二本鎖構造のヘテロ核酸は、現在の核酸医薬の開発の主流を成すアンチセンス医薬やsiRNA医薬よりはるかに高い有効性を有する新規核酸医薬の基盤技術である。また、グルコースミセルは、グルコースが血液脳関門を通過して脳内に多量に輸送される生理学的特性を活用して、様々な中~高分子医薬を静脈内投与で高い効率で中枢神経系に導入する血液脳関門通過型ドラッグデリバリーシステムの基盤技術である。
本研究では、医工連携チームでこれらの2つの技術を融合したヘテロ核酸搭載グルコースミセルを開発し、全身投与で中枢神経系の任意の分子の強力な発現制御を実現する革新的な血液脳関門通過型核酸医薬の創生に取り組んでいる。
親水性で安全性に優れるポリエチレングリコールの一端にグルコースを結合し、反対端には生体適合性と生分解性を有するカチオン性ポリアミノ酸を連結し、アニオン性であるヘテロ核酸とのポリイオンコンプレックス形成に基づいて、自己組織化によりヘテロ核酸搭載グルコースミセルが調製された。このヘテロ核酸搭載グルコースミセルをマウスの血中を野生型マウスの静脈内に投与したところ、アンチセンス核酸やsiRNAを搭載した場合と比較して、血中滞留性が格段に優れることが判明した。均一かつ生体内で一定の安定性を有するグルコースミセルの調製条件を模索するとともに、グルコースミセルを発展させたヘテロ核酸のデリバリー担体について検討している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

均一かつ生体内で一定の安定性を有するヘテロ核酸搭載グルコースミセルの調製が困難となってきていることから、調製条件の改善、およびグルコースミセルを発展させたヘテロ核酸のデリバリー担体についても模索している。

Strategy for Future Research Activity

均一に調製され、かつ生体内で一定の安定性を有するヘテロ核酸搭載グルコースミセルの条件を引き続き模索し、物性評価を進める。優れた条件が確立された際には、当初の予定通り、ヘテロ核酸搭載グルコースミセル野生型マウスに投与して血中滞留性や脳への移行性につき評価する。並行して、グルコースミセルを発展させたヘテロ核酸のデリバリー担体についても模索していく。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 希少疾患に対する核酸医薬によるN-of-1+創薬の課題と展望2023

    • Author(s)
      中山 東城、桑原 宏哉、横田 隆徳
    • Journal Title

      Pharmaceutical and Medical Device Regulatory Science

      Volume: 54 Issue: 1 Pages: 51-54

    • DOI

      10.51018/pmdrs.54.1_51

    • ISSN
      1884-6076, 2436-6226
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] 核酸医薬によるN-of-1+創薬の動向2023

    • Author(s)
      中山東城,桑原宏哉,横田隆徳
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー(B&I)

      Volume: 81 Pages: 166-169

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] 神経疾患に対する核酸医薬:超希少疾病の核酸医薬による個別化医療2023

    • Author(s)
      中山東城,桑原宏哉,横田隆徳
    • Journal Title

      脳神経内科

      Volume: 98 Pages: 881-885

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Angubindin-1 opens the blood-brain barrier in vivo for delivery of antisense oligonucleotide to the central nervous system2023

    • Author(s)
      Hiroya Kuwahara, Satoshi Zeniya, Tetsuya Nagata, Takanori Yokota
    • Organizer
      American Academy of Neurology 75th Annual Meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 核酸医薬品におけるsiRNAの位置づけとDDSの進歩2023

    • Author(s)
      桑原宏哉
    • Organizer
      第64回日本神経学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Establishing a Model for N-of-1 Oligonucleotide Therapeutics: Prospect and Challenge in Japan2023

    • Author(s)
      Tojo Nakayama, Hiroya Kuwahara, Tetsuya Nagata, Takanori Yokota
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第8回年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] DNA and RNA heteroduplex oligonucleotide targeting central nervous system disorders2023

    • Author(s)
      Hiroya Kuwahara
    • Organizer
      Asian Pacific Prion Symposium
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 中分子創薬に向けたDDS開発の新展開2022

    • Author(s)
      桑原宏哉、横田隆徳
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781316598
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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