血流中において機能する酵素封入PIC型ナノリアクターの構築と機能評価

• 研究課題/領域番号: 15K12536
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 安楽 泰孝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (60581585)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 酵素 / 酵素補充療法 / 薬剤送達システム / 高分子ベシクル / 急性リンパ性白血病 / 高分子化学 / ナノリアクタ / 急性骨髄性白血病 / 急性白血病 / ドラッグデリバリーシステム / PICsome

研究成果の概要

人工的に構築したベシクル中に酵素を封入し、生体内で有害物質を分解し続けることで治療効果を得る酵素補充療法は副作用の著しく低い薬剤送達システムとして注目を集めているが、血流中という厳しい環境で機能するシステム開発はチャレンジングなテーマである。本研究では、急性リンパ性白血病の治療薬であるL-アスパラギナーゼを、申請者らが開発したポリイオンコンプレックス型ベシクルに封入し(ASNase@PICsomes)、血流中における「酵素の反応場」としてASNase@PICsomesが有用であることを、詳細な物性評価及びin vivoにおける機能評価をとおして実証することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Therapeutic Vesicular Nanoreactors with Tumor-Specific Activation and Self-Destruction for Synergistic Tumor Ablation (2017)
  • 著者名/発表者名: Li Junjie、Dirisala Anjaneyulu、Ge Zhishen、Wang Yuheng、Yin Wei、Ke Wendong、Toh Kazuko、Xie Jinbing、Matsumoto Yu、Anraku Yasutaka、Osada Kensuke、Kataoka Kazunori
  • 雑誌名: Angew Chem Int Ed Engl 巻: 56 号: 45 ページ: 14025-14030
  • DOI: 10.1002/anie.201706964
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Facile Preparation of Delivery Platform of Water-Soluble Low-Molecular-Weight Drugs Based on Polyion Complex Vesicle (PICsome) Encapsulating Mesoporous Silica Nanoparticle (2017)
  • 著者名/発表者名: 2.Akinori Goto, Hung-Chi Yen, Yasutaka Anraku, Shigeto Fukushima, Ping-Shan Lai, Masaru Kato, Akihiro Kishimura, and Kazunori Kataoka
  • 雑誌名: ACS Biomater. Sci. Eng. 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 807-815
  • DOI: 10.1021/acsbiomaterials.6b00562
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enzyme-Loaded Polyion Complex Vesicles as in Vivo Nanoreactors Working Sustainably under the Blood Circulation: Characterization and Functional Evaluation (2017)
  • 著者名/発表者名: Daiki Sueyoshi, Yasutaka Anraku, Toru Komatsu, Yasuteru Urano and Kazunori Kataoka
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 18 号: 4 ページ: 1189-1196
  • DOI: 10.1021/acs.biomac.6b01870
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systemically injectable enzyme-loaded polyion complex vesicles as in vivo nanoreactors functioning in tumors (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Anraku, A. Kishimura, M. Kamiya, S. Tanaka, T. Nomoto, K. Toh, Y. Matsumoto, S. Fukushima, D. Sueyoshi, M. R. Kano, Y. Urano, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 128 号: 2 ページ: 570-575
  • DOI: 10.1002/ange.201508339
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhanced target recognition of nanoparticles by cocktail PEGylation with chains of varying lengths (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ishii, K. Miyata, Y. Anraku, M. Naito, Y. Yi, T. Jinbo, S. Takae, Y. Fukusato, M. Hori, K. Osada, K. Kataoka
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 52 号: 7 ページ: 1517-1519
  • DOI: 10.1039/c5cc06661a
  • 査読あり
• [学会発表] Enzyme-loaded polyion complex vesicles as in vivo nanoreactors (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Anraku
  • 学会等名: 11th Annual Symposium on Nanobiotechnology 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] PIC vesicle-based enzymatic nanoreactors functioning in vivo under the blood circulation (2017)
  • 著者名/発表者名: D. Sueyoshi, Y. Anraku, T. Komatsu, Y. Urano, K. Kataoka
  • 学会等名: 11th Annual Symposium on Nanobiotechnology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Stabilization and application of polyion complex vesicles (PICsomes) with chemical modifications of polymer side-chain (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Hori, Y. Anraku, C. Horacio, A. Kishimura, K. Kataoka
  • 学会等名: The 14th US-Japan Symposium on Drug Delivery Systems Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 多点ではたらくイオン間相互作用と水素結合を利用した自己組織化によるポリマーソームの構築とその特性解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀真緒、安楽泰孝、岸村顕広、片岡一則
  • 学会等名: 第66回高分子討論会
• [学会発表] 血流中で機能するナノリアクターを指向した酵素封入ポリイオンコンプレックス型ベシクルの構築および機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 末吉大輝、安楽泰孝、片岡一則
  • 学会等名: 第25回インテリジェント材料・システムシンポジウム
  • 発表場所: 東京女子医科大学、新宿区、東京都
  • 年月日: 2016-01-08
• [学会発表] 生体内環境での安定性向上を目指したポリイオンコンプレックス型ベシクル(PICsome)の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀真緒、安楽泰孝、岸村顕広、片岡一則
  • 学会等名: 遺伝子・デリバリー研究会第16回シンポジウム
  • 発表場所: 川崎生命科学・環境研究センター、川崎市、神奈川県
• [学会発表] 血中循環型ナノリアクターを指向した酵素封入PICsomeの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 末吉大輝、安楽泰孝、片岡一則
  • 学会等名: 遺伝子・デリバリー研究会第16回シンポジウム
  • 発表場所: 川崎生命科学・環境研究センター、川崎市、神奈川県
• [学会発表] 血流中に持続的なナノ反応場を提供する酵素封入PIC型ベシクルの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 末吉大輝、安楽泰孝、片岡一則
  • 学会等名: 第65回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場、神戸市、兵庫県
• [学会発表] 内水相に酵素を封入したPIC型ベシクルの血中循環型ナノリアクターとしての機能展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 末吉大輝、安楽泰孝、片岡一則
  • 学会等名: 第32回DDS学会学術大会
  • 発表場所: グランシップ(静岡県コンベンションアーツセンター)、静岡市、静岡県
• [学会発表] ポリイオンコンプレックス型ベシクル（PICsome）の開発とその物性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀真緒、安楽泰孝、岸村顕広、片岡一則
  • 学会等名: 西日本ナノシート研究会サマーキャンプ2016
  • 発表場所: シーサイドホテル屋久島、屋久島町、鹿児島県
• [学会発表] 血中循環型ナノリアクターを指向した酵素封入PIC型ベシクルの物性および機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 末吉大輝、安楽泰孝、片岡一則
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学横浜キャンパス、横浜市、神奈川県
• [学会発表] Development of polyion complex vesicles (PICsomes) with various side-chain modifications for stability enhancement under the physiological salt condition (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Hori, Y. Anraku, A. Kishimura, K. Kataoka
  • 学会等名: 2016 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Boston, Massachussets, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Development of enzyme-loaded PIC vesicles for enzyme/prodrug therapy (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Anraku, A. Kishimura, M. Kamiya, S. Tanaka, T. Nomoto, K. Toh, Y. Matsumoto, M. R. Kano, Y. Urano, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 学会等名: Frontiers2016 Symposium of the EPFL
  • 発表場所: Swiss Federal Institute of Technology(EPFL), Lausanne, Switzerland
  • 国際学会
• [学会発表] Development of polyion complex vesicles (PICsomes) with side chain modification as new drug delivery carrier (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Hori, Y. Anraku, S. Chuanoi, A. Kishimura, K. Kataoka
  • 学会等名: Frontiers2016 Symposium of the EPFL
  • 発表場所: Swiss Federal Institute of Technology(EPFL), Lausanne, Switzerland
  • 国際学会
• [学会発表] Enzyme-loaded polyion complex vesicles as nano-reactors functioning in the blood circulation (2016)
  • 著者名/発表者名: D. Sueyoshi, Y. Anraku, K. Kataoka
  • 学会等名: The 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
  • 発表場所: Fukuoka International Confress Center, Fukuoka
  • 国際学会
• [学会発表] Development of polyion complex vesicle (PICsome) decorated with guanidinium groups as a new drug delivery carrier (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Hori, Y. Anraku, S. Chuanoi, A. Kishimura, K. Kataoka
  • 学会等名: The 13th US-Japan Symposium on Drug Delivery Systems Conference
  • 発表場所: The Westin Maui Resort & Spa, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-18
  • 国際学会
• [学会発表] Development of enzyme-loaded polyion complex vesicles for in vivo nanoreactor (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Anraku, M. Kamiya, S. Tanaka, T. Nomoto, K. Toh, Y. Matsumoto, S. Fukushima, D. Sueyoshi, A. Kishimura, M. Kano, Y. Urano, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 学会等名: THE INTERNATIONAL CHEMICAL CONGRESS OF PACIFIC BASIN SOCIETIES (PACIFICHEM2015)
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] Stability enhancement of polyion complex vesicles (PICsomes) by polymer side-chain modification (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Hori, Y. Anraku, S. Chuanoi, A. Kishimura, K. Kataoka
  • 学会等名: PPC-14 14th PACIFIC POLYMER CONFERENCE
  • 発表場所: Kauai, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] Development of enzyme-loaded PIC nanoreactor for enzyme/prodrug therapy (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Anraku, A. Kishimura, M. Kamiya, S. Tanaka, T. Nomoto, K. Toh, Y. Matsumoto, S. Fukushima, D. Sueyoshi, M. R. Kano, Y. Urano, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 学会等名: PPC-14 14th PACIFIC POLYMER CONFERENCE
  • 発表場所: Kauai, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] Development of enzyme-loaded polyion complex vesicles as versatile nano-reactors in blood circulation (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Sueyoshi, Y. Anraku, K. Kataoka
  • 学会等名: 2015 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Boston, Massachussets, USA
  • 年月日: 2015-12-02
  • 国際学会
• [学会発表] 生体内ナノリアクターとしての酵素封入PIC型ベシクルの構築および血流中における機能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 末吉大輝、安楽泰孝、片岡一則
  • 学会等名: 第37回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ、京都市、京都府
  • 年月日: 2015-11-10
• [学会発表] Development of polyion complex vesicles (PICsomes) functionalized by guanidinium moieties (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Hori, Y. Anraku, A. Kishimura, K. Kataoka
  • 学会等名: Core2Core LMU-UTokyo Symposium 2015
  • 発表場所: Innovation Center for Biotechnology (IZB), Planegg/Martinsried, Deutschland
  • 年月日: 2015-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] 血流中で機能するナノリアクターとしての酵素封入PIC型ベシクルの構築および機能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 末吉大輝、安楽泰孝、片岡一則
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス、仙台市、宮城県
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Self-assembled nanostructures from block copolymers for biomedical application (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Anraku
  • 学会等名: 250th American Chemical Society (ACS) National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Boston, Massachusetts, USA
  • 年月日: 2015-08-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 血流中で機能する酵素封入PIC型ナノリアクターの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 末吉大輝、安楽泰孝、片岡一則
  • 学会等名: 第31回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル、新宿区、東京都
  • 年月日: 2015-07-02
• [学会発表] 血流中で機能するナノリアクターを指向した酵素封入PIC型ベシクルの構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 末吉大輝、安楽泰孝、片岡一則
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター、札幌市、北海道
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] PIC型ベシクルの特異な物質透過性に関する機能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安楽泰孝、O. Mutaf、岸村顕広、片岡一則
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター、札幌市、北海道
  • 年月日: 2015-05-27
• [図書] 分子マシンの科学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 安楽泰孝、片岡一則
  • 総ページ数: 200
  • 出版者: 化学同人
  • ISBN: 9784759813869
• [備考] 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
• [備考] 東京大学大学院工学系研究科バイオエンジニアリング専攻カブラル研究室
  • URL: http://www.bmc.t.u-tokyo.ac.jp
• [備考] 片岡研究室ホームページ
  • URL: http://www.bmw.t.u-tokyo.ac.jp
• [産業財産権] ポリイオンコンプレックス型ポリマーソームを用いたナノリアクタとその製造方法 (2016)
  • 発明者名: 片岡一則、安楽泰孝、末吉大輝
  • 権利者名: 片岡一則、安楽泰孝、末吉大輝
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-05-06
  • 外国
• [産業財産権] ポリイオンコンプレックス型ポリマーソームを用いたナノリアクタとその製造方法 (2015)
  • 発明者名: 片岡一則、安楽泰孝、末吉大輝
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-095278
  • 出願年月日: 2015-05-07