Developing brain-penetrating anti-inflammatory nano-medicines to treat neurodegenerative diseases

• 研究課題/領域番号: 18K14100
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分28040:ナノバイオサイエンス関連
• 研究機関: 公益財団法人川崎市産業振興財団(ナノ医療イノベーションセンター)
• 研究代表者: ゴンザレスカーター ダニエル 公益財団法人川崎市産業振興財団(ナノ医療イノベーションセンター), ナノ医療イノベーションセンター, 研究員 (80800903)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: Nanoparticles / Brain / Blood-brain barrier / Glucose / Alzheimer's / Brain targeting / Brain vasculature label / mRNA delivery / Labelled proteins / BBB penetration / Nanomicelle / Protein loading / CD200 protein / Brain inflammation / Polymeric nano-micelles / Brain penetration / Anti-inflammation / Alzheimer's disease

研究成果の概要

本研究では、治療用抗体を安全に脳内に送達するナノキャリアシステムを開発した。本システムでは、脳血管内皮細胞に多く局在するグルコーストランスポーター１(GLUT1)を標的とし、ナノキャリア表層に血液脳関門(BBB)を通過させるために、グルコースを搭載した高分子ミセル(G-NP)を構築した。血糖値を精密に制御することで効率的にBBBを通過し、脳内環境に応答してG-NP中に保持した抗体を適切に放出させることに成功した。ここでアルツハイマー病(AD)の原因物質として考えられるアミロイドβ(Aβ)を標的とする抗体を用いることで、Aβ量を劇的に減少させることを実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Treating neurodegenerative diseases is severely limited by the poor entry of therapies into the brain. We have developed two different strategies capable of delivering nanoparticles specifically to the brain, thereby paving the way to deliver a wide-range of therapies into the brain.

研究成果

• [雑誌論文] Targeting nanoparticles to the brain by exploiting the blood-brain barrier impermeability to selectively label the brain endothelium (2020)
  • 著者名/発表者名: Daniel Gonzalez-Carter, Xueying Liu, Theofilus A Tockary, Anjaneyulu Dirisala , Kazuko Toh , Yasutaka Anraku , Kazunori Kataoka
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A . 巻: 117 (32) 号: 32 ページ: 19141-19150
  • DOI: 10.1073/pnas.2002016117
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dual-Sensitive Nanomicelles Enhancing Systemic Delivery of Therapeutically Active Antibodies Specifically into the Brain (2020)
  • 著者名/発表者名: Jinbing Xie, Daniel Gonzalez-Carter, Theofilus A. Tockary, Noriko Nakamura, Yonger Xue, Makoto Nakakido, Hiroki Akiba, Anjaneyulu Dirisala, Xueying Liu, Kazuko Toh, Tao Yang, Zengtao Wang, Shigeto Fukushima, Junjie Li, Sabina Quader, Kouhei Tsumoto, Takanori Yokota, Yasutaka Anraku*, and Kazunori Kataoka
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: - 号: 6 ページ: 6729-6742
  • DOI: 10.1021/acsnano.9b09991
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Targeting Nanoparticles to the Brain by Exploiting the BBB impermeability to Label the Brain Endothelium (2020)
  • 著者名/発表者名: Daniel Gonzalez Carter
  • 学会等名: Vancouver Nanomedicine Day
  • 招待講演
• [学会発表] Targeting nanoparticles to the brain by exploiting the blood-brain barrier impermeability to selectively label the brain endothelium (2020)
  • 著者名/発表者名: Gonzalez-Carter, Daniel
  • 学会等名: Nanobio2020 (post-poned due to Coronavirus)
  • 招待講演
• [学会発表] Delivering anti-inflammatory therapies into the brain through brain-targeted polymeric nano-vehicles (2019)
  • 著者名/発表者名: Gonzalez-Carter, Daniel
  • 学会等名: 12th International Symposium on Nanobiotechnology
  • 招待講演
• [学会発表] Developing Cell-targeted, Brain-penetrating Polymeric Nano-micelles to Treat Neurodegenerative diseases (2018)
  • 著者名/発表者名: Gonzalez-Carter, Daniel
  • 学会等名: 11th European and Global Summit for Clinical Nanomedicine (CLINAM)
  • 招待講演
• [産業財産権] A METHOD OF ADMIINISTERING A NANOPARTICLE (2021)
  • 発明者名: 片岡 一則、ゴンザレス カーター ダニエル
  • 権利者名: 公益財団法人川崎市産業振興財団
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2021
  • 外国
• [産業財産権] A METHOD OF ADMIINISTERING A NANOPARTICLE (2020)
  • 発明者名: 片岡 一則、ゴンザレス カーター ダニエル
  • 権利者名: 公益財団法人川崎市産業振興財団
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2020-055478
  • 出願年月日: 2020
• [産業財産権] Japan patent office (2020)
  • 発明者名: Gonzalez Carter Daniel
  • 権利者名: Gonzalez Carter Daniel
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2020