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細胞核ナノトランスポーターの開発および細胞核ドラッグデリバリーシステムへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H04744
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関甲南大学

研究代表者

長濱 宏治  甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (00551847)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード細胞核 / インポーチン / 高分子ナノゲル / ドラッグデリバリーシステム / ナノバイオテクノロジー / バイオマテリアル / ナノゲル / 血液脳関門 / エンドサイトーシス / ドラッグデリバリー / 副作用軽減 / がん治療 / DDS / ナノマテリアル / ナノバイオ / ナノ材料 / 生体材料
研究成果の概要

インポーチンの核膜孔通過機構に倣って、ヘパリン・デキストランなどの親水性高分子の側鎖に疎水性アミノ酸誘導体を化学導入した両親媒性高分子を合理設計し、これら分子の自己組織化によりゲル状ナノ粒子(ナノゲル)を作製した。インポーチン模倣ナノゲルは自発的に細胞に取り込まれた後、エンドソームを脱出し、インポーチンと同じ機構により自発的に核内に移行することを実証した。また、ナノゲルはタンパク質や抗がん剤など様々な機能性分子を核内に輸送し、これらの分子を核内で機能させることにも成功した。ナノゲルは細胞・生体適合性を示すことより、世界初の細胞核ドラッグデリバリーシステム用キャリアとしての応用展開が期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

インポーチンの核膜孔通過機構に倣ったナノキャリア設計は全く新しいアイデアである。従来の核内物質輸送技術では、薬物やキャリアを核移行シグナルで修飾し、インポーチンにより核内に輸送させる手法が用いられてきたが、この手法は細胞質内の多くのタンパク質との競合反応になるため、核内輸送効率が低かった。それに対して、本研究により確立した核内物質輸送技術はインポーチン非依存的に核内移行するため、従来の核内輸送技術の問題点を完全に解決するものである。したがって、本研究の成果は医薬として生体レベルでの応用が期待され、革新的なナノ医療基盤としてライフイノベーションの推進に大きく貢献する。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Bioinspired cell nuclear nanotransporters generated by self‐assembly of amphiphilic polysaccharide‐amino acid derivatives conjugates2020

    • 著者名/発表者名
      Koji Nagahama, Yoshinori Sano, Mitsuo Inui, Seika Aoyama, Tokitaka Katayama, Kimika Ono
    • 雑誌名

      Advanced Biosystems

      巻: 4 号: 1 ページ: 1900189-1900189

    • DOI

      10.1002/adbi.201900189

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 核移行能とエンドソーム脱出能を兼ね備えたpH応答性離脱式ナノゲル2021

    • 著者名/発表者名
      濱田優汰、長濱宏治
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] インポーチンに倣った細胞核移行性ナノキャリアの設計2021

    • 著者名/発表者名
      長濱宏治、佐野由倫、乾充男
    • 学会等名
      第50回医用高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] インポーチンの機能を模倣した細胞核ターゲティングナノキャリアの開発2021

    • 著者名/発表者名
      濱田優汰、乾充男、佐野由倫、長濱宏治
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 人工インポーチン/エクスポーチンの開発と細胞質-核間の動態制御2019

    • 著者名/発表者名
      乾 充男・秋山 雄大・長濵 宏治
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Bioinspired Cell Nuclear Nanotransporters Generated by Self-Assembly of Amphiphilic Polysaccharide-Amino Acid Derivatives Conjugates2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Nagahama
    • 学会等名
      13th International Symposium on Nanomedicine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 自発的な核内輸送性を有するナノゲルの開発と核内物質輸送特性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      長濱宏治、秋山雄大、中西健太
    • 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] Living Functional Hydrogels Generated by Bioorthogonal Cross-Linking Reactions of Azide-Modified Cells with Alkyne-Modified Polymers2018

    • 著者名/発表者名
      K. Nagahama, Y. Kimura, S. Aoyama, and A. Takemoto
    • 学会等名
      12th International Symposium on Nanomedicine
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 糖鎖修飾による細胞表面ゲル化手法の開発および表面ゲル化が細胞応答に及ぼす影響の解析2018

    • 著者名/発表者名
      長濱宏治、真田ゆか
    • 学会等名
      第28回バイオ・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] 細胞核ナノトランスポーターを用いた機能性タンパク質デリバリーによる細胞反応制御2017

    • 著者名/発表者名
      増田真鈴、佐野由倫、前川紗恵子、長濱宏治
    • 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
  • [備考] 甲南大学フロンティアサイエンス学部ホームページ

    • URL

      https://www.konan-first.jp

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 甲南大学フロンティアサイエンス学部長濱研究室ホームページ

    • URL

      https://www.konan-u.ac.jp/hp/nagahama

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 甲南大学フロンティアサイエンス学部ホームページ

    • URL

      http://www.konan-first.jp/database/search.php?essay

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 甲南大学フロンティアサイエンス学部ホームページ

    • URL

      http://www.konan-first.jp/database/search.php

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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