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肝細胞認識機能と医薬包接を併わせ持つスーパーアシアロ糖タンパク質モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 07558212
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 生物有機科学
研究機関東京工業大学

研究代表者

赤池 敏宏  東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (30101207)

研究分担者 後藤 光昭  (株)ネーテック, 技術部長(研究職)
丸山 厚  東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (40190566)
渡辺 恵史 (渡邊 恵史)  東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (40231013)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
1997年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1996年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワード肝臓 / 肝細胞 / バイオミメティック / ガラクトース認識 / アシアロ糖タンパク質モデル / 医薬包接能 / 類洞内皮細胞 / 遺伝子治療 / アシアロ糖タンパク質 / 高分子ミセル / βガラクトース / アシアロ糖タンパク質レセプター / PVLA(ガラクトースポリマー) / ナノパーティクル / β-ガラクトース / アシアロ糖蛋白質 / PVLA / 肝実質細胞 / インテグリンファミリー
研究概要

ドラッグデリバリーやDNA医薬の理想的課題は“必要な場所"に“必要な時"に“必要な量"だけ送達できるインテリジェントなシステムを設計・開発することである。インテリジェンスの基本はまず正確で精度の高い“認織"とりわけ“パターン(トポロジー)認織"にある。そこで本研究では細胞表面を識別する材料をどのように設計すべきかについて,肝臓社会の各種細胞を対象とした特異的認識材料の設計と評価にフォーカスを当てた。
私達は特に細胞の認識に関わる糖脂質や糖蛋白に注目してバイオミメティックスを追求しようと研究を続け肝細胞の特異的な認織を模倣する材料の設計に成功した。それは、ラクトース(ガラクトース-β-1,4-グルコース)をぶら下げた主鎖に親水性の糖側鎖がぶら下がった構造をしている。こういう高分子は水中でミセルを形成する能力を有する高分子界面活性剤といえる。したがって、多くの科学的な医薬(通常、疎水性が高い分子構造を有している)は高分子ミセルの疎水性ドメイン中に包接させることが可能であった。既に臨床応用されている医薬についても同じ現象が確認された。以上の実験結果によりPVLAは医薬包接能を有するアシアロ糖タンパク質モデルとなっており、しかも合成高分子ミセルとして様々な実用上の利点を併せ持ついわばスーパー糖タンパク質モデルであることが判明した。
本研究ではポリリジン(PLL)と細胞特異的認識性を示す様々な多糖鎖をコンジュゲートし、DNAキャリアーとしての評価を行った。分岐構造を有する多糖アラピノガラクタン(AG)とポリリジン(PLL)から、その多糖還元末端の反応を利用し、比較的明確な一次構造を有するコンジュゲートを調整した。そのコンジュゲートはDNAキャリアーとして細胞特異性を向上させる今年を示した。ヒアルロン酸オリゴマーをグラフトしたポリリジン誘導体が静脈注射によりかなり選択的に、類洞内皮細胞に到達することを確認した。送達されたリポーター遺伝子(lac Z)の類洞内皮領域の発現も確認された。
以上の研究を通して、バイオミメティックな糖質高分子の設計により肝臓組織内の思い通りの細胞に分子ミサイルを打込める日も近いと確信している。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] Toshihiro Akaike: "New Frontier of Biomimetic Glycotechmology for Cellular and Tissue Engineering" Advanced Biomaterials in Biomedical Engineering and Drug Delivery Systems. (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.S.CHO: "Effect of ligand orientation on hepatocyte attachment onto the poly(N-p-vinylbenzyl-o-β-D-galacto-pyranosyl-D-gluconamide)as a model ligand of asialoglycoprotein" J.Biomater.Sci.Polymer Edn. 7(12). 1097-1104 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.-H.Park: "Specific interaction between erythrocyte and glucose carrying polymermediated by type-1 glucose transporter(GLUT-1) on cell membrane" J.Biochemistry. 121. 997-1001 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Athushi Maruyama: "Nanoparticle DNA Carrier with poly(L-lysine)Grafted Polysaccharide Copolymer and Poly(D,L-Iactice acid)" Bioconjugate Chemistry. 8(5). 735-742 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shoichiro ASAYAMA: "Synthesis of Novel Polyampholyte Comb-Type Copolymers Consisiting of a Poly(L-lysine)Backbone and Hyaluronic Acid Side Chains for a DNA Carrier" Bioconjugate Chem. 9,(4). 476-481 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jeong-Ung Park: "Preparation of dendric graft copolymer consisting of poly (L-lysine) and arabinogalactan as a hepatocyte specific DNA carrier" Preparative Biochemistry & Biotechnology. in press.

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 赤池 敏宏: "BME" 細胞工学とME-細胞認識の制御によるハイブリッド人工臓器・Cell Deliveryをめざして-, 7 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 赤池 敏宏: "脳機能の解明-21世紀に向けて-(赤池紀扶、東英穂、藤原道弘、小暮久也編)(分担)" 細胞認識機能を有する糖質高分子キャリアーの設計, 11 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshihiro Akaike, Mitsuaki Goto, Hirofumi Yura, Akira Kobayashi, Chung-su Cho, Atsushi Maruyama and Kazukiyo Kobayashi: "New Frontier of Biomimetic Glycotechnology for Cellular and Tissue Engineering" Advanced Biomaterials in Biomedical Engineering and Drug Delivery Systems. (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.S.CHO,Mitsuaki.GOTO,Akira KOBAYASHI,Kazukiyo KOBAYASHI and Toshihiro.AKAIKE: "Effect of ligand orientation on hepatocyte attachment onto the poly (N-p-vinylbenzyl-o-beta-D-galacto-pyranosyl-D-gluconamide) as a model ligand of asialoglycoprotein" J.Biomater.Sci.Polymer Edn. 7 (12). 1097-1104 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.-H.Park, R.Takei, M.Goto, A.Maruyama, A.Kobayashi, K.Kobayashi, T.Akaike.: "Specific interaction between erythrocyte and glucose carrying polymermediated by type-1 glucose transporter (GLUT-1) on cell membrane" J.Biochemistry. 121. 997-1001 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Atsushi Maruyama, Tsutomu Ishihara, Jin-Seok Kim, Sung Wan Kim, and Toshihiro Akaike.: "Nanoparticle DNA Carrier with Poly (L-Iysine) Grafted Polysaccharide Copolymer and Poly (D,L-Iactice acid)" Bioconjugate Chemistry. Vol.8 (5). 735-742 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shoichiro ASAYAMA,Masayuki NOGAWA,Yoshiyuki TAKEI,Toshihiro AKAIKE,and Atushi MARUYAMA: "Synthesis of Novel Polyampholyte Comb-Type Copolymers Consisiting of a Poly (L-lysine) Backbone and Hyaluronic Acid Side Chains for a DNA Carrier" Bioconjugate Chem. 9, (4). 476-481 (1998)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jeong-Ung Park, Tsutomu Ishihara, A.Kano, Toshihiro Akaike, and Atsushi Maruyama: "Preparation of dendric graft copolymer consisting of poly (L-lysine) and arabinogalactan as a hepatocyte specific DNA carrier" Preparative Biochemistry & Biotechnology. (in press).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshifumi.Watanabe, Itsuki.Ajioka, Toshihiro.Akaike.: "Gene transfection of multicellular spheroid of hepatocytes on an artificial substrate." Cytotechnology.(in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Kazukiyo Kobayashi, Akiko Tuchida, Taichi Usui, Toshihiro Akaike.: "A New Type of Artificial Glycoconjugate Polymers : A Convenient Synthesis and Their Interaction with Lectins." Macromolecules.30(7). 2016-2020 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] C.S.Cho, Y.I.Jeong, T.Ishihara, R.Takei, J.U.Park, K.H.Park, A.Maruyama, T.Akaike: "Simple preparation of nanoporticles coated with carbohydrate-carrying polymers" Biomaterials.18. 323-326 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.-H.Park, R.Takei, M.Goto, A.Maruyama, A.Kobayashi, K.Kobayashi, T.Akaike.: "Specific interaction between erythrocyte and glucose carrying polymer mediated by type-1 glucose transporter(GLUT-1)on cell membrane." J. Biochem.121. 997-1001 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Ryotaro Takei, Keun-Hong Park, Hirohiko Ise, Atsushi Maruyama,Ph.D., Yasuhito Ebara.Ph.D., Yoshio Okahata,Ph.D., and Toshihiro Akaike,Ph.D.: "Coated Antireceptor Antibody as an Extracellular Matrix for Liver Tissue Engineering." Tissue Engineering.3(3). 281-288 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 赤池敏宏、武居良太郎、朴根弘: "細胞工学とME-細胞認識の制御によるハイブリッド人工臓器・Cell Deliveryをめざして-" BME.11(2). 22-28 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 赤池敏宏、武居良太郎、朴根弘: "バイオマテリアルとは-バイオ人工臓器を目指す新しい潮流-" HEART nursing. 10(1). 71-73 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山厚、赤池敏宏: "医用高分子材料-Biomedecal Polymers-" 有機合成化学協会誌. 55(5). 427-435 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 赤池敏宏、武居良太郎、伊勢裕彦: "人工臓器への応用をめざしたバイオミメティック糖質高分子の設計" 医学のあゆみ. 183. 3689-3694 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 赤池敏宏、丸山厚: "分子シンクロナイゼーション手法による材料システムの構築をめざして" Polyfile. 34. 14-23 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 原 万里子、樋口 真弘、箕浦 憲彦、大内 将吾、曹 鍾守、赤池 敏宏、樋口 亜紺: "LB法ならびに包括法により調製した固定化血清アルブミン膜による基質認識-D,L-トリプトファンに起因する円偏光二色性応答" 日本化学会誌. (5). 483-490 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 赤池 敏宏: "グルコース輸送体を介した細胞認識" 蛋白質核酸酵素. (41)「11」. 1582 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山 厚,赤池 敏宏: "多糖コンジュゲートによるDNA特異性材料の設計DNA3重鎖安定化剤とDNAキャリアーへの展開" ファルマシア. (32)「11」. 1402-1405 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Atsushi Maruyama,Maiko Katoh,Tsutomu Ishihara,Toshihiro Akaike.: "Comb-Type Polycations Effectivery Stabilize DNA Triplex." Bioconjugate Chem.8(1). 3-6 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] C.S.Cho,Y.Lleong,T.Ishihara,R.Takei,J.U.Park,K.H.Park,A.Maruyama,T.Akaike.: "Simple preparation of nanoparticles coated with carbohydrate-canying polymers.." Biomaterals. (18)「4」. 323-326 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiko MORITA,Yoshifumi WATANABE,Toshihiro AKAIKE: "Protective Effect of Hepatocytes Growth Factor(HGF)on Interferon-γ(IFN-γ)Induced Cytotoxicity in Mouse Hepatocytes" HEPATOLOGY. (21)[5]. 1585-1593 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Kouei SHINZAWA,Yoshifumi WATANABE,Toshihiro AKAIKE: "Primary cultured murine hepatocyte but not hepatoma cells regulate the cell number through density-dependent cell death" Cell Death and Differentiation. (2). 133-140 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Chong-su CHO,Akira KOBAYASHI,Mitsuaki GOTO,Keung-Hong PARK,Toshihiro AKAIKE: "Difference in Adhesion and Proliferation of Fibroblast between Langmuir-Blodgett Films and Cast Surfaces of Poly(g-benzyl L-glutamate)/Poly(enthylene oxide)diblock copolymer" J.Biomedical Mater.Res.(印刷中).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Chong-su CHO,Mitsuaki GOTO,Akira KOBAYASHI,Toshihiro AKAIKE: "Effect of ligand orientation on hepatocyte attachment onto the poly(N-P-vinylbenzyl-o-β-D-galctopyranosyl-D-gluconamide)as a model ligand of asialoggycoprotein" J.Biomater.Sci.Polym.Edn.(印刷中).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 赤池敏宏、丸山厚、油良洋文、後藤光昭: "インテリジェントマテリアル" DDSの進歩1995-96. 12-22 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Chong-su CHO,Mitsuaki GOTO,Akira KOBAYASHI,Kazuhiko KOBAYASHI Toshihiro AKAIKE: "Effect of ligand orientation on hepatocyte attachment onto the poly(N-P-vinylbenzyl-o-β-D-guluconamide)as a model ligand of asialoggycoprotein" J.Biomater.Sci.Polym.edn.(印刷中).

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      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Toshihiro AKAIKE,et al: "Advanced Biomaterials in Biomedical Engineering and Drug Delivery Systems" Springer, 381 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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