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環状DNA単分子の高密度凝縮化技術による生体個体内未踏空間送達システムの創製

研究課題

研究課題/領域番号 16H03183
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関首都大学東京

研究代表者

朝山 章一郎  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (90315755)

研究分担者 川上 浩良  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 教授 (10221897)
根岸 洋一  東京薬科大学, 薬学部, 准教授 (50286978)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード薬物送達システム / モノイオンコンプレックス / プラスミドDNA / ポリエチレングリコール
研究成果の概要

環状DNAの陰イオンと一価の陽イオンとの結合体であるモノイオンコンプレックス(MIC)を形成するモノカチオン性ポリエチレングリコール(PEG)の構造最適化の過程で、アミドペンチルイミダゾリウムとPEGのスペーサーに生分解性エステル結合を有するPEGを合成し、環状DNAとのMIC形成による送達システムを構築した。得られたMICをマウスの脛骨筋へ局所投与すると、投与1週間後から2週間後にかけて持続的に遺伝子発現量が向上した。この時、組織切片観察からは、脛骨筋組織内の広範囲な遺伝子発現が認められた。これらの結果より、持続的な遺伝子発現を示すMICの未踏空間への拡散性の付与に成功したと考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一分子から多分子のタンパク質、RNA、RNA誘導型人工ヌクレアーゼを合成する巨大分子である環状DNAを、MICにより微小粒子化し、生体内の今まで辿り着けなかった空間へ送達することが可能となる。すなわち、生体個体内未踏空間への環状DNA一分子の送達は、多分子の治療薬の送達と同義であり、無侵襲的に、生体個体内の任意の空間におけるタンパク質医薬治療、RNA干渉、ゲノム編集を実現させるDDS基盤技術の確立に繋がるため、難治性疾患治療において重要な意義がある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 6件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Catalytic antioxidants for therapeutic medicine2019

    • 著者名/発表者名
      R. Kubota, S. Asayama, H. Kawakami
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: Accepted

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New class of artificial enzyme composed of Mn-porphyrin, imidazole, and cucurbit[10]uril toward use as a therapeutic antioxidant2018

    • 著者名/発表者名
      R. Kubota, T. Takabe, K. Arima, H Taniguchi, S. Asayama, H. Kawakami
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 6 号: 43 ページ: 7050-7059

    • DOI

      10.1039/c8tb01204k

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] By-Product-Free Intact Modification of Insulin by Cholesterol End-Modified Poly(ethylene glycol) for In Vivo Protein Delivery2018

    • 著者名/発表者名
      S. Asayama,* K. Nagashima, Y. Negishi, H. Kawakami
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 29 号: 1 ページ: 67-73

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.7b00593

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-Activity Relationship between Zn2+-Chelated Alkylated Poly(1-vinylimidazole) and Gene Transfection2017

    • 著者名/発表者名
      S. Asayama,* M. Sakata, H. Kawakami
    • 雑誌名

      Journal of Inorganic Biochemistry

      巻: 173 ページ: 120-125

    • DOI

      10.1016/j.jinorgbio.2017.05.007

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile Method of Protein PEGylation by a Mono-Ion Complex2017

    • 著者名/発表者名
      S. Asayama,* K. Nagashima, H. Kawakami
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 2 号: 5 ページ: 2382-2386

    • DOI

      10.1021/acsomega.7b00462

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lactoferrin-Modified Nanoparticles Loaded with Potent Antioxidant Mn-Porphyrins Exhibit Enhanced Antioxidative Activity In Vitro Intranasal Brain Delivery Model2017

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuho, R. Kubota, S. Asayama, H. Kawakami
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 5 号: 9 ページ: 1765-1771

    • DOI

      10.1039/c6tb02599d

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Biocompatible highly condensed plasmid DNA by mono-iIon complexes for in vivo diffusive gene delivery2018

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Asayama, Sakura Taneichi, Hiroyoshi Kawakami, Yoichi Negishi
    • 学会等名
      American Society of Gene & Cell Therapy 21st Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コレステロール末端修飾PEGを用いた非共有結合による高密度ポリプロピレン表面修飾2018

    • 著者名/発表者名
      曽根祐哉,川上浩良,朝山章一郎
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] pDNA/PEGモノイオンコンプレックスによるin vivo持続的遺伝子発現2018

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,種市さくら,川上浩良,根岸洋一
    • 学会等名
      第34回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コレステロール末端修飾PEGを用いた非共有結合による高密度PEGブラシ構築2018

    • 著者名/発表者名
      曽根祐哉,川上浩良,朝山章一郎
    • 学会等名
      第47回医用高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コレステロール末端修飾PEG/インスリン複合体によるin vivoプロテインデリバリー2018

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,長嶋 果南,川上浩良,根岸洋一
    • 学会等名
      第47回医用高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 糖尿病治療のためのエピジェネティクスコントロールキャリアによる細胞分化誘導2018

    • 著者名/発表者名
      竹間恒佑,有間晃平,田端 大,篠原良輔,窪田 陸,朝山章一郎,川上 浩良
    • 学会等名
      第47回医用高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コレステロール末端修飾PEGを用いた非共有結合によるバイオイナート界面構築2018

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,曽根祐哉,川上浩良,根岸洋一
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] In Vivo持続的遺伝子発現を実現するpDNA/PEGモノイオンコンプレックスの分子設計2018

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,種市さくら,川上 浩良,根岸洋一
    • 学会等名
      第40回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コレステロール末端修飾PEGを用いた非共有結合による高密度PEGブラシ表面構築2018

    • 著者名/発表者名
      曽根祐哉,川上浩良,朝山章一郎
    • 学会等名
      第89回武蔵野地区高分子懇話会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] High-density modification of poly(propylene) surface with cholesterol end-modified poly(ethylene glycol) for biocompatibility2018

    • 著者名/発表者名
      Yuya Sone, Hiroyoshi Kawakami, Shoichiro Asayama
    • 学会等名
      1st G’L’owing Polymer Symposium in KANTO
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] インスリン/コレステロール末端修飾PEG複合体による血糖降下作用2018

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,長嶋果南,根岸洋一,川上浩良
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 持続的遺伝子発現型pDNA/PEGモノイオンコンプレックスの分子設計2017

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,種市さくら,根岸洋一,川上浩良
    • 学会等名
      遺伝子・デリバリー研究会第17回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] pDNA/PEGモノイオンコンプレックスの機能向上とオリゴイオンコンプレックスの形成2017

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,種市さくら,根岸洋一,川上浩良
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Zn2+/pDNA共送達システムのインスリン肝クリアランス抑制機構解析2017

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,永倉大賀,坂田瑞希,川上浩良
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] インスリンの非共有結合PEGylation:コレステロール末端修飾PEGとインスリンの複合体形成2017

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,長嶋果南,根岸洋一,川上浩良
    • 学会等名
      第33回日本DDS学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Design of Mono-Ion Complex for In Vivo Diffusive Plasmid DNA Delivery2017

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Asayama, Atsushi Nohara, Sakura Taneichi, Yoichi Negishi, Hiroyoshi Kawakami
    • 学会等名
      44th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モノイオンコンプレックスによるタンパク質の非共有結合PEGylation2017

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,長嶋果南,川上浩良
    • 学会等名
      第46回医用高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プロテインモノイオンコンプレックスによるカタラーゼのPEGylation効果2017

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,長嶋果南,川上浩良
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Biocompatible Highly Condensed Plasmid DNA for In Vivo Diffusive Delivery2017

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Asayama, Atsushi Nohara, Sakura Taneichi, Yoichi Negishi, Hiroyoshi Kawakami
    • 学会等名
      The 25th Anniversary Congress of the European Society of Gene & Cell Therapy
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コレステロール末端修飾PEGによるインスリンの非共有結合PEGylation2017

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,長嶋果南,根岸洋一,川上浩良
    • 学会等名
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mono-Ion Complex for In Vivo Plasmid DNA Delivery2016

    • 著者名/発表者名
      S. Asayama, A. Nohara, Y. Negishi, H. Kawakami
    • 学会等名
      3rd International Conference on Biomaterials Science in Tokyo (ICBS2016)
    • 発表場所
      東京大学 (東京都文京区)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PEGジレンマ解消型pDNA/PEGモノイオンコンプレックスの持続的in vivo遺伝子発現評価2016

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎、種市さくら、根岸洋一、川上浩良
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016
    • 発表場所
      福岡国際会議場 (福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] PEGジレンマ解消型超泳動pDNA/PEGモノイオンコンプレックスの生体組織内拡散性2016

    • 著者名/発表者名
      種市さくら、朝山章一郎、根岸洋一、川上浩良
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] PEGジレンマ解消型pDNA/PEGモノイオンコンプレックスの分子設計2016

    • 著者名/発表者名
      種市さくら、朝山章一郎、根岸洋一、川上浩良
    • 学会等名
      第45回医用高分子シンポジウム
    • 発表場所
      産業技術総合研究所 (東京都江東区)
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コレステロール末端修飾PEGを用いた非共有結合によるインスリンPEGylation2016

    • 著者名/発表者名
      長嶋果南、朝山章一郎、川上浩良
    • 学会等名
      第32回日本DDS学術集会
    • 発表場所
      静岡県コンベンションアーツセンター (静岡県静岡市)
    • 年月日
      2016-06-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 超泳動pDNA/PEGモノイオンコンプレックスへの生分解性エステル基導入効果2016

    • 著者名/発表者名
      種市さくら、朝山章一郎、根岸洋一、川上浩良
    • 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 (兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Plasmid DNA Mono-Ion Complexes with Poly(ethylene glycol) for In Vivo Diffusive Gene Delivery2016

    • 著者名/発表者名
      S. Asayama, A. Nohara, Y. Negishi, H. Kawakami
    • 学会等名
      10th World Biomaterials Congress
    • 発表場所
      Montreal (Canada)
    • 年月日
      2016-05-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超泳動pDNA/PEGモノイオンコンプレックスのPEGジレンマ解消2016

    • 著者名/発表者名
      種市さくら、朝山章一郎、根岸洋一、川上浩良
    • 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 (神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2016-05-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 刺激応答性高分子ハンドブック(pp.483-488)2018

    • 著者名/発表者名
      朝山章一郎,川上浩良
    • 総ページ数
      864
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 生体分子化学 基礎から応用まで2017

    • 著者名/発表者名
      杉本直己,内藤昌信,橋詰峰雄,高橋俊太郎,田中直毅,建石寿枝,遠藤玉美樹,津本浩平,長門石曉,松原輝彦,上田実,朝山章一郎
    • 総ページ数
      292
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784061568068
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 朝山研究室

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/asayama-lab/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 表面処理剤2018

    • 発明者名
      朝山章一郎
    • 権利者名
      朝山章一郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-010232
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] タンパク質吸着抑制表面処理剤2017

    • 発明者名
      朝山章一郎
    • 権利者名
      朝山章一郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-013942
    • 出願年月日
      2017-01-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 界面活性剤様化合物2016

    • 発明者名
      朝山章一郎,野原 敦,川上浩良,根岸洋一
    • 権利者名
      公立大学法人 首都大学東京
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 取得年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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