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消化管で標的分子を吸着し排泄する経口投与型プラスチック抗体の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H04450
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関静岡県立大学

研究代表者

小出 裕之  静岡県立大学, 薬学部, 講師 (60729177)

研究分担者 浅井 知浩  静岡県立大学, 薬学部, 教授 (00381731)
奥 直人  帝京大学, 薬学部, 教授 (10167322)
星野 友  九州大学, 工学研究院, 准教授 (40554689)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワードナノ粒子 / 合成高分子 / 糖尿病 / 腎疾患 / 分子認識 / 多価効果 / 潰瘍性大腸炎 / 体内動態 / 経口投与 / N-Isopropylacrylamide / 腎不全 / 抗体
研究開始時の研究の概要

申請者は、タンパク質間の強力な結合を模倣し、水素結合、疎水性相互作用、静電的相互作用などの結合を生み出す機能性材料(モノマー)を用いてナノ粒子合成することで、標的分子と抗体のように強く特異的に結合する 『プラスチック抗体』の開発を行い、マウスの血液中で標的分子の中和に成功してきた。本研究では、これまでに構築したナノ粒子合成プラットフォームを用いて、消化管で標的分子を吸着し体外へ排泄するプラスチック抗体開発基盤技術を構築し、様々な疾患治療(腎不全疾患、糖尿病、潰瘍性大腸炎など)へ応用する。

研究成果の概要

本研究では、消化管で標的分子を特異的に吸着し、その吸収を阻害する経口投与型のプラスチック抗体を開発することで、疾患治療に対する有用性を証明することを目的としている。インドールやグルコースを特異的に吸着するプラスチック抗体開発では、インドールもしくはグルコースとプラスチック抗体を経口投与することで、その消化管吸収を阻害することに成功した。さらに、小腸の微絨毛に多量に発現する二糖分解酵素であるα-グルコシダーゼに結合するプラスチック抗体を経口投与することで、二糖であるマルトースを経口投与しても、血糖値の上昇を抑制することに成功した。以上より、プラスチック抗体の経口投与剤としての有用性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在臨床では活性炭などが経口吸着剤として使用されている。しかし、服用量の膨大さや、非特異的な吸着が問題となっており、新規薬剤の開発が望まれている。本研究では、消化管で標的分子を吸着してその消化管吸収を阻害するプラスチック抗体の有用性をin vivoで証明した。これまで開発されてきた合成高分子は、in vitroでの研究が殆どであり、in vivoで合成高分子の有用性を示した例は殆どない。そのため、in vivoでその有用性を証明した本研究の学術的意義は高い。さらに、本研究で開発したプラスチック抗体は、これまでの経口吸着剤の問題点を克服できることからその社会的意義は高い。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of California, Irvine(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California, Irvine(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 合成高分子ナノ粒子による標的分子の吸着と中和2021

    • 著者名/発表者名
      Koide Hiroyuki
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 141 号: 9 ページ: 1079-1086

    • DOI

      10.1248/yakushi.21-00125

    • NAID

      130008081768

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • 年月日
      2021-09-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Purification Process on the Function of Synthetic Polymer Nanoparticles2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuno Go、Koide Hiroyuki、Oku Naoto、Asai Tomohiro
    • 雑誌名

      CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

      巻: 69 号: 8 ページ: 773-780

    • DOI

      10.1248/cpb.c21-00273

    • NAID

      130008070212

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • 年月日
      2021-08-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of Functional Nanoparticles for Intractable Disease Therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Koide Hiroyuki
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 44 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-00699

    • NAID

      130007965325

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2021-01-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthetic hydrogel nanoparticles for sepsis therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Koide Hiroyuki、Okishima Anna、Hoshino Yu、Kamon Yuri、Yoshimatsu Keiichi、Saito Kazuhiro、Yamauchi Ikumi、Ariizumi Saki、Zhou Yuqi、Xiao Ting-Hui、Goda Keisuke、Oku Naoto、Asai Tomohiro、Shea Kenneth J.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 5552-5552

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25847-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of abiotic polymer ligand-decorated lipid nanoparticles for effective neutralization of target toxins in the blood2021

    • 著者名/発表者名
      Koide Hiroyuki、Yamauchi Ikumi、Hoshino Yu、Yasuno Go、Okamoto Takumi、Akashi Sotaro、Saito Kazuhiro、Oku Naoto、Asai Tomohiro
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 9 号: 16 ページ: 5588-5598

    • DOI

      10.1039/d1bm00515d

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of synthetic polymer nanoparticles that inhibit glucose absorption from the intestine2021

    • 著者名/発表者名
      Koide Hiroyuki、Hayashi Naoki、Yasuno Go、Okishima Anna、Hoshino Yu、Egami Hiromichi、Hamashima Yoshitaka、Oku Naoto、Asai Tomohiro
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 561 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.05.005

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] siRNA Vehicles for High Endosomal Escapability2021

    • 著者名/発表者名
      Koide Hiroyuki、Yonezawa Sei、Asai Tomohiro
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 2282 ページ: 171-179

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1298-9_11

    • ISBN
      9781071612972, 9781071612989
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of target toxin neutralization effect in?vivo by PEGylation of multifunctionalized lipid nanoparticles2021

    • 著者名/発表者名
      Koide Hiroyuki、Suzuki Hikaru、Ochiai Hiroki、Egami Hiromichi、Hamashima Yoshitaka、Oku Naoto、Asai Tomohiro
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 555 ページ: 32-39

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.03.073

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineering of lipid nanoparticles by the multifunctionalization of the surface with amino acid derivatives for the neutralization of a target toxic peptide.2020

    • 著者名/発表者名
      Koide H, Hirano S, Ide T, Saito K, Suzuki H, Yasuno G, Hamashima Y, Yonezawa S, Oku N, Asai T
    • 雑誌名

      Adv Funct Mater.

      巻: 31 号: 3 ページ: 2005641-2005641

    • DOI

      10.1002/adfm.202005641

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineering the Binding Kinetics of Synthetic Polymer Nanoparticles for siRNA Delivery2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Koide, Tatsuya Fukuta, Anna Okishima, Saki Ariizumi, Chiaki Kiyokawa, Hiroki Tsuchida, Masahiko Nakamoto, Keiichi Yoshimatsu, Hidenori Ando, Takehisa Dewa, Tomohiro Asai, Naoto Oku, Yu Hoshino, Kenneth J. Shea
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 20 号: 10 ページ: 3648-3657

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.9b00611

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ynthetic polymer nanoparticles that release toxic peptides below lower critical solution temperature for cancer therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Koide, Kazuhiro Saito, Keiichi Yoshimatsu, Yu Hoshino, Naoto Oku, Kenneth J. Shea, Tomohiro Asai
    • 学会等名
      Pacifichem
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 凍結融解技術を駆使したリポソームによるタンパク質の細胞内送達2021

    • 著者名/発表者名
      平田真也、小出裕之、落合広樹、鈴木ひかる、出羽毅久、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第67回日本薬学会東海支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 温度に応答して標的ペプチドを吸着・放出する合成高分子ナノ粒子の開発とがん治療応用2021

    • 著者名/発表者名
      小出裕之、齋藤和弘、星野 友、Shea Kenneth、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 血液中で標的分子を吸着して中和する多官能性リポソームの開発2021

    • 著者名/発表者名
      小出裕之
    • 学会等名
      第29回日本血液代替物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内で標的毒素を中和するポリマー結合PEG修飾リポソームの開発2021

    • 著者名/発表者名
      岡本卓巳、小出裕之、山内郁実、星野 友、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第37回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多官能性ポリマーナノ粒子の敗血症治療への応用2021

    • 著者名/発表者名
      小出裕之、星野 友、奥 直人、シェアケネス、浅井知浩
    • 学会等名
      日本薬剤学会第36年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 温度に応答して標的分子を吸着・放出するナノゲル粒子の開発とがん治療応用2021

    • 著者名/発表者名
      安野 豪、小出裕之、齊藤和弘、星野 友、シアケネス、奥 直人、米澤 正、浅井知浩
    • 学会等名
      日本薬剤学会第36年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 標的分子を吸着してその機能を中和する合成高分子ナノ粒子「プラスチック抗体」開発2021

    • 著者名/発表者名
      小出裕之、星野 友、三浦佳子、シェア ケネス、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      日本薬剤学会第35年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 凍結融解技術を用いたタンパク質内封リポソームの調製と細胞内送達2021

    • 著者名/発表者名
      落合広樹、小出裕之、鈴木ひかる、出羽毅久、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第36回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Design of a synthetic polymer nanoparticle that captures and neutralizes target molecules in the body2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Koide, Hoshino Yu, Oku Naoto, Shea Kenneth, Asai Tomohiro
    • 学会等名
      第65回高分子討論会日韓ジョイントシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 温度に応答して標的分子を吸着・放出するナノゲル粒子を用いたがん治療研究2021

    • 著者名/発表者名
      齋藤和弘、小出裕之、星野 友、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 生体内で標的毒素を中和するポリマーリガンド修飾リポソームの開発2021

    • 著者名/発表者名
      山内郁実、小出裕之、星野 友、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 標的分子を吸着し中和する多官能性リポソームの開発2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木ひかる、小出裕之、平野覚士、井出貴文、濱島義隆、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Design of synthetic polymer nanoparticle for sepsis therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Koide, Yu Hoshino, Naoto Oku, Tomohiro Asai, Kenneth J,Shea
    • 学会等名
      Serendipity Symposium 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生体内で標的毒素を中和するポリマー修飾リポソームの開発2019

    • 著者名/発表者名
      山内郁実、小出裕之、星野 友、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      日本薬剤学会第34年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質の細胞内送達を可能にする多官能性リポソームの開発2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木ひかる、小出裕之、菱木麻美、江上寛通、橋本 博、濱島 義隆、出羽毅久、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      日本薬剤学会第34年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 温度に応答してペプチドを吸着・放出するナノゲル粒子の生体内利用に向けた検討2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤和弘、小出裕之、星野 友、Shea Kenneth J.、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第35回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 敗血症治療に向けた合成高分子ナノ粒子の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小出裕之、星野友、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第 65 回日本薬学会東海支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 敗血症治療に向けた多官能性ポリマーナノ粒子の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小出裕之、星野 友、 Shea Kenneth J.、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第29回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ペプチドを可逆的に吸着・放出する温度応答性ナノゲル粒子の生体内応用2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤和弘、小出裕之、星野 友、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第29回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of a plastic antibody that captures vascular endothelial growth factor (VEGF) for anticancer therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Koide, Yu Hoshino, Yuri Noshimura, Yoshiko Miura, Naoto Oku, and Kenneth J Shea, Tomohiro Asai
    • 学会等名
      ACS meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of polymer nanoparticles adsorbing α-glucosidase for diabetes treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Masuda, Hiroyuki Koide, Hiromichi Egami,Yoshitaka Hamashima, Naoto Oku, Tomohiro asai
    • 学会等名
      ACS meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of multi-functionalized liposome for adsorbing and neutralizing target molecules in vivo2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Hirano, Hiroyuki Koide, Takahumi Ide, Yoshitaka Hamashima, Naoto Oku, Tomohiro Asai
    • 学会等名
      ACS meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/~radiobio/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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