ユビキチン-プロテアソーム系を利用したタンパク質ナノキャリアの分解制御と薬物放出

• 研究課題/領域番号: 15K12544
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 村田 正治 九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 特任教授 (30304744)
• 研究分担者: 橋爪 誠 九州大学, 医学研究院, 教授 (90198664) ; 河野 喬仁 九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 特任助教 (90526831) ; 濱野 展人 九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 特任助教 (80708397)
• 連携研究者: 橋爪 誠 九州大学, 大学院医学研究院, 教授 (90198664) ; 富川 盛雅 九州大学, 病院 先端医工学診療部, 准教授 (60325454) ; 河野 喬仁 九州大学, 先端医療イノベーションセンター, 助教 (90526831)
• 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: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ナノ材料 / DDS / がん / タンパク質工学 / ナノメディスン

研究成果の概要

本研究ではウイルス構造体を模したタンパク質ナノカプセルを構築し、これを細胞内シグナルによって崩壊させるシステムの創製を目指した。そのために利用したのが細胞内に普遍的に存在するタンパク質分解システムである。我々はナノカプセルの表面にある種の分子を最適配向させることによって、このナノカプセルを分解させることに成功した。この時、カプセルの内孔に小分子量の薬剤を封入しておくと、分解と協奏的に薬物が放出されることも確認した。この原理を用いることで、特定の薬剤を特定の細胞へ送り込むことも可能になる。

研究成果

• [雑誌論文] Autophagy is required for activation of pancreatic sstellate cells, associated with pancreatic cancer progression and promotes growth of pancreatic tumors in mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Endo S, Nakata K, Ohuchida K, Takesue S, Nakayama H, Abe T, Koikawa K, Okumura T, Sada M, Horioka K, Zheng B, Mizuuchi Y, Iwamoto C, Murata M, Moriyama T, Miyasaka Y, Ohtsuka T, Mizumoto K, Oda Y, Hashizume M, Nakamura M.
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1492-1506
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2017.01.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In vivo redox metabolic imaging of mitochondria assesses disease progression in non-alcoholic steatohepatitis (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakata R, Hyodo F, Murata M, Eto H, Nakaji T, Kawano T, Narahara S, Yasukawa K, Akahoshi T, Tomikawa M, Hashizume M
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 17170-17170
  • DOI: 10.1038/s41598-017-17447-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Increased hepatic inflammation in a normal-weight mouse after long-term high-fat diet feeding (2017)
  • 著者名/発表者名: Riki TOITA, Takahito KAWANO, Satoshi FUJITA, Masaharu MURATA, Jeong-Hun KANG
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃ Ｐａｔｈｏｌｏｇｙ 巻: 31 号: 1 ページ: 43-47
  • DOI: 10.1293/tox.2017-0038
  • NAID: 130006318210
  • ISSN: 0914-9198, 1881-915X
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of amino acid residues surrounding the phosphorylation site in peptide substrates of G protein-coupled receptor kinase 2 (GRK2) (2016)
  • 著者名/発表者名: Asai, D., Murata, M., Toita, R., Kawano, T., Nakashima, H., and Kang, J.H.
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 48 号: 12 ページ: 2875-2880
  • DOI: 10.1007/s00726-016-2345-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Noninvasive mapping of the redox status of dimethylnitrosamine-induced hepatic fibrosis using in vivo dynamic nuclear polarization-magnetic resonance imaging (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawano T, Murata M, Hyodo F, Eto H, Kosem N, Nakata R, Hamano N, Piao JS, Narahara S, Akahoshi T, Hashizume M
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: - 号: 1 ページ: 32604-32604
  • DOI: 10.1038/srep32604
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Förster Resonance Energy Transfer-Based Self-Assembled Nanoprobe for Rapid and Sensitive Detection of Postoperative Pancreatic Fistula (2016)
  • 著者名/発表者名: Nobuhito Hamano, Masaharu Murata, Takahito Kawano, Jing Shu Piao, Sayoko Narahara, Ryosuke Nakata, Tomohiko Akahoshi, Tetsuo Ikeda, and Makoto Hashizume
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 8 号: 8 ページ: 5144-5123
  • DOI: 10.1021/acsami.5b11902
  • 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] Design and function of engineered protein nanocages as a drug delivery system for targeting pancreatic cancer cells via neuropilin-1 (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Murata, Sayoko Narahara, Takahito Kawano, Nobuhito Hamano, Jing Shu Piao, Jeong-Hun Kang, Kenoki Ohuchida, Takashi Murakami, Makoto Hashizume
  • 雑誌名: Molecular Pharmaceutics 巻: in press 号: 5 ページ: 1422-1430
  • DOI: 10.1021/mp5007129
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Basic FGF-treated adipose tissue-derived mesenchymel stem cell infusion ameliorate liver cirrhosis via paracrine HGF (2015)
  • 著者名/発表者名: Tang W, Aakahoshi T, Piao J, Narahara S, Murata M, Kawano T, Hamano N, Ikeda T, Hashizume M
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology and Hepatology 巻: 20 号: 6 ページ: 1065-1074
  • DOI: 10.1111/jgh.12893
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Monitoring of phosphorylated peptides by radioactive assay and matrix-assisted laser desorption-ionization time-of-flight mass spectrometry (2015)
  • 著者名/発表者名: Kang, J.H., Asai, D., Toita, R., Kawano, T., and Murata, M.
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 47 号: 11 ページ: 2377-2383
  • DOI: 10.1007/s00726-015-2025-y
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Systemic Delivery of Protein Nanocages Bearing CTT Peptides for Enhanced Imaging of MMP-2 Expression in Metastatic Tumor Models Authors (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawano T, Murata M, Piao J, Narahara S, Hamano N, Kang J, Hashizume M
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 16(1) 号: 1 ページ: 148-158
  • DOI: 10.3390/ijms16010148
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Forster Resonance Energy Transfer-Based Self-Assembled Nanoprobe for Rapid and Sensitive Detection of Postoperative Pancreatic Fistula (2017)
  • 著者名/発表者名: Jie Guo, M. Murata, S. Narahara, J.-S. Piao, T. Kawano, N. Hamano, R. Nakata, M. Hashizume
  • 学会等名: Biomaterials International
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2017-08-20
  • 国際学会
• [学会発表] Engineered protein nanocages for drug delivery in pancreatic cancer (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Murata, S. Narahara, J.-S. Piao, T. Kawano, N. Hamano, R. Nakata, M. Hashizume
  • 学会等名: 17th Tetrahedron symposium
  • 発表場所: スペイン
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Liver cell specific targeting by myristoylated preS1-conjugated nanocages for drug delivery Abstract Body (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Murata, Jing Shu Piao, Sayoko Narahara, Takahito Kawano, Nobuhito Hamano, Makoto Hashizume
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: ホノルルコンベンションセンター
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Neuropilin-1を分子標的とした膵がん標的化ナノカプセルのDDS応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 楢原 佐由子、村田 正治、朴 晶淑、河野 喬仁、濱野展人、橋爪 誠
  • 学会等名: 日本DDS学会
  • 発表場所: 京王プラザホテル
  • 年月日: 2015-07-02
• [学会発表] 分解型ナノカプセルによるsiRNAデリバリーシステムの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朴 晶淑、村田 正治、楢原 佐由子、河野 喬仁、濱野展人、橋爪 誠
  • 学会等名: 日本DDS学会
  • 発表場所: 京王プラザホテル
  • 年月日: 2015-07-02
• [産業財産権] 膵液検出用蛍光プローブ、膵液検出方法及び膵液検出用キット (2015)
  • 発明者名: 村田正治、橋爪 誠、濱野展人、池田哲夫、赤星朋比古
  • 権利者名: 国立大学法人 九州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-202419
  • 出願年月日: 2015-10-13