ナノ粒子の腫瘍組織での細胞取り込みを促進する新規シェル分子の開発

• 研究課題/領域番号: 15K16331
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 武元 宏泰 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (10709249)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 生体高分子 / バイオマテリアル / 核酸医薬 / 高分子化学 / ドラッグデリバリーシステム / 高分子科学 / 生体医工学 / 生体材料学

研究成果の概要

制がん剤キャリアとして多用されるコア-シェル型ナノ粒子において、シェル分子の化学構造はその体内動態制御を司る。これに関し、既存のシェルの機能は正常臓器との相互作用抑制に限定されていた。そこで本研究では、がん組織内酸性pHに応答してがん細胞取り込み効率を向上するようにシェル分子の化学構造を設計した。結果として、制がん剤としてsiRNAを用いることで、がん組織内酸性pHにおける細胞取り込み促進および薬理効果増大を達成した。

研究成果

• [国際共同研究] 天津理工大学(中国)
• [雑誌論文] Utility of the 2-nitrobenzenesulfonamide group as a chemical linker for enhanced extracellular stability and cytosolic cleavage in siRNA-conjugated polymer systems (2017)
  • 著者名/発表者名: C. H. Huang, H. Takemoto, T. Nomoto, K. Tomoda, M. Matsui, N. Nishiyama
  • 雑誌名: ChemMedChem 巻: 12 号: 1 ページ: 19-22
  • DOI: 10.1002/cmdc.201600488
  • 査読あり
• [雑誌論文] siRNA-loaded polyion complex micelle decorated with charge-conversional polymer tuned to undergo stepwise response to intra-tumoral and intra-endosomal pHs for exerting enhanced RNAi efficacy. (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Tangsangasaksri, H. Takemoto, M. Naito, Y. Maeda, D. Sueyoshi, H. -J. Kim, Y. Miura, J. -Y. Ahn, R. Azuma, N. Nishiyama, K. Miyata, K. Kataoka
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 17 号: 1 ページ: 246-255
  • DOI: 10.1021/acs.biomac.5b01334
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Artificial Control of Gene Silencing Activity Based on siRNA Conjugation with Polymeric Molecule Having Coil Globule Transition Behavior (2016)
  • 著者名/発表者名: Noor Faizah Che Harun, Hiroyasu Takemoto, Takahiro Nomoto, Keishiro Tomoda, Makoto Matsui, and Nobuhiro Nishiyama
  • 雑誌名: Bioconjugate Chemistry 巻: 27 号: 9 ページ: 1961-1964
  • DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.6b00322
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of RNA strand rigidity on polyion complex formation with block catiomers. (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, H. Chaya, S. Fukushima, S. Watanabe, H. Takemoto, K. Osada, N. Nishiyama, K. Miyata, K. Kataoka
  • 雑誌名: Macromol. Rapid Commun. 巻: 37 号: 6 ページ: 486-493
  • DOI: 10.1002/marc.201500661
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Regulated protonation of polyaspartamide derivatives bearing repeated aminoethylene side chains for efficient intracellular siRNA delivery with minimal cytotoxicity (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Gao, H. Takemoto, Q. Chen, M. Naito, H. Uchida, X. Liu, K. Miyata, K. Kataoka
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 51 号: 15 ページ: 3158-3161
  • DOI: 10.1039/c4cc09859e
  • 査読あり
• [学会発表] 2-Nitrobenzenesulfonamide group as a chemical linker with highly selective cleavability in response to intracellular redox system for a construction of siRNA-polymer conjugate (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Takemoto, Huang Chih-Hao, Takahiro Nomoto, Keishiro Tomoda, Makoto Matsui, Nobuhiro Nishiyama
  • 学会等名: 253rd American Chemical Society National Meeting & Exposition
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 2017-04-02
  • 国際学会
• [学会発表] Development of stealth shell based on polycarboxybetaine structure tuned to selectively interact with cells in tumor extracellular acidic pH (2017)
  • 著者名/発表者名: Abdul-Hackam Ranneh, Hiroyasu Takemoto, Takahiro Nomoto, Makoto Matsui, Keishiro Tomoda, Nobohiro Nishiyama
  • 学会等名: 日本薬学会第１３７年会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2017-03-24
• [学会発表] 2-nitrobenzensulfonamide groups as a chemical linker with enhanced extracellular stability and redox-sensitive cleavability for siRNA-conjugated polymer system (2016)
  • 著者名/発表者名: Patrick Huang, Hiroyasu Takemoto, Takahiro Nomoto, Nobuhiro Nishiyama
  • 学会等名: The 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] Artificial control of siRNA bioactivity based on the phase transition behavior of the conjugated polymeric molecule (2016)
  • 著者名/発表者名: Noor Faizah Binti Che Harun, Hiroyasu Takemoto, Takahiro Nomoto, Nobuhiro Nishiyama
  • 学会等名: The 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] Development of siRNA-conjugated polymer with coil-globule transition behavior for an artificially controlled gene silencing activity (2016)
  • 著者名/発表者名: Noor Faizah Binti Che Harun, Hiroyasu Takemoto, Takahiro Nomoto, Nobuhiro Nishiyama
  • 学会等名: 第６５回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Development of thermoresponsive polymer-siRNA conjugates for controlled RNAi activity (2016)
  • 著者名/発表者名: Noor Faizah Binti Che Harun, Hiroyasu Takemoto, Takahiro Nomoto, Nobuhiro Nishiyama
  • 学会等名: 第６５回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] Accelerated Polymer-siRNA Conjugation Based On Freezing-Thawing Treatment (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Takemoto, Kanjiro Miyata, Nobuhiro Nishiyama, Kazunori Kataoka
  • 学会等名: The 11th International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering (APME 2015)
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] PIC型siRNAデリバリーに向けたポリカチオン側鎖構造の改変と細胞内動態制御への展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 武元 宏泰、Gao Hui、宮田 完二郎、西山 伸宏、片岡 一則
  • 学会等名: 第31回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2015-07-02
• [学会発表] 酸性pH応答性高分子を表層に搭載した高分子ミセルの構築とsiRNAデリバリーへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 武元 宏泰、宮田 完二郎、タンサガサクスリ モンティラ、内藤 瑞、前田 芳周、キム ヒュンジン、西山 伸宏、片岡 一則
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2015-05-27
• [産業財産権] ｐＨ応答性ポリマー及び薬物送達システム (2016)
  • 発明者名: 武元宏泰 他5名
  • 権利者名: 武元宏泰 他5名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-12-15