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骨治療に資するポリリン酸エステルの構造最適化と作用機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H04474
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90120:生体材料学関連
研究機関関西大学

研究代表者

岩崎 泰彦  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (90280990)

研究分担者 大高 晋之  関西大学, 先端科学技術推進機構, 特別任用助教 (30739561)
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
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワードポリリン酸エステル / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 骨分化 / 骨リモデリング / 骨粗鬆症 / 標的指向性 / DDS / 生分解性ポリマー / 薬物輸送 / 骨治療 / プロドラッグ / 骨転移 / アルカリホスファターゼ / 細胞分化 / 血液適合性
研究開始時の研究の概要

超高齢社会における健全かつ持続的な社会活動の確保は我が国が取り組むべき最重要課題のひとつとして位置付けられている。そこで本研究では,骨に高い親和性を示すポリリン酸エステル(PPE)が骨系細胞の分化や機能におよぼす影響を生化学的手法によって明らかにすること,また,同ポリマーによる骨疾病モデル動物の健全化を試み,骨治療に資するポリマーの創出するこを目指す。

研究成果の概要

本研究は,骨に高い親和性を示すポリリン酸エステル(PPE)が骨系細胞の分化や機能におよぼす影響を生化学的手法によって明らかにすること,また,同ポリマーによる骨疾病モデル動物の健全化を試み,骨治療に資するポリマーの創出を目的として実施した。研究期間において複数種のPPEの合成法を確立した。骨系細胞の分化に与える影響とPPEの影響を調査したところ,リン酸ジエステル結合を主鎖にもつPPEが骨芽細胞の分化を促進し,破骨細胞の分化を抑制することを明らかにした。さらに,骨粗鬆症モデルマウスにPPEを静脈注射することにより骨溶解が遅延されることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

人口の高齢化にともない運動器の問題は顕在化する。そのため,運動器疾患治療に関わる研究開発の重要性は益々高まっている。現在,骨粗鬆症や骨転移の治療にはビスホスホネートを代表とした様々な治療薬が適用されている。しかし,これらの治療薬は骨溶解の遅延のみに効果が限定されるものや,使用期間に制限があるものに限られ,骨のリモデリングを正常化する新たな骨治療薬の創出が依然として望まれている。本研究は,骨の健全化に資するポリマー医薬の創出を目指し実施され,骨の形成を促進し,骨の溶解を遅延する二重機能を示すPPEの獲得に成功した。PPEには薬剤を搭載することも可能であり,様々な骨疾患治療への応用が期待される。

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

    (39件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Lanoconazole-loaded emulsion stabilized with cellulose nanocrystals decorated with polyphosphoesters reduced inflammatory edema in a mouse model2021

    • 著者名/発表者名
      S. Hiranphinyophat, A. Otaka, S. Fujii, Y. Iwasaki
    • 雑誌名

      Polymer J.

      巻: 53 号: 12 ページ: 1493-1498

    • DOI

      10.1038/s41428-021-00548-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-lasting hydrophilic surface generated on poly(dimethyl siloxane) with photoreactive zwitterionic polymers2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano H, Kakinoki S, Iwasaki Y
    • 雑誌名

      Colloids Surf. B

      巻: 250 ページ: 111900-111900

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2021.111900

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled biointerfaces with biomimetic phosphorus-containing polymers2021

    • 著者名/発表者名
      S. Hiranphinyophat, Y. Iwasaki
    • 雑誌名

      Sci. Tech. Adv. Mater.

      巻: 22 号: 1 ページ: 301-316

    • DOI

      10.1080/14686996.2021.1908095

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bone mineral affinity of polyphosphodiesters.2020

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Y
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 25 号: 3 ページ: 758-758

    • DOI

      10.3390/molecules25030758

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 骨粗鬆症治療を目指したポリマー医薬の開発2020

    • 著者名/発表者名
      大高晋之、岩﨑泰彦
    • 雑誌名

      BIO Clinica

      巻: 35 ページ: 688-691

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Bone-targeting phospholipid polymers to solubilize the lipophilic anticancer drug.2020

    • 著者名/発表者名
      Otaka A, Yamaguchi T, Saisho R, Hiraga T, Iwasaki Y
    • 雑誌名

      J Biomed Mater Res A

      巻: 108 号: 10 ページ: 2090-2099

    • DOI

      10.1002/jbm.a.36968

    • NAID

      120007028170

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of novel surface coating composed of MDPB and MPC with dual functionality of antibacterial activity and protein repellency2020

    • 著者名/発表者名
      Thongthai Pasiree、Kitagawa Haruaki、Kitagawa Ranna、Hirose Nanako、Noree Susita、Iwasaki Yasuhiko、Imazato Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials

      巻: 108 号: 8 ページ: 3241-3249

    • DOI

      10.1002/jbm.b.34661

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endocytosis of poly(ethylene sodium phosphate) by macrophages and the effect of polymer length on cellular uptake2019

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Otaka, Yasuhiko Iwasaki
    • 雑誌名

      J. Ind. Eng. Chem.

      巻: 75 ページ: 115-122

    • DOI

      10.1016/j.jiec.2019.03.010

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immobilization of polyphosphoesters on poly(ether ether ketone) (PEEK) for facilitating mineral coating2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Kunomura, Yasuhiko Iwasaki
    • 雑誌名

      J. Biomater. Sci., Polym. Edn.

      巻: in press 号: 10 ページ: 861-876

    • DOI

      10.1080/09205063.2019.1595305

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface grafting polyphosphoesters on cellulose nanocrystals to improve the emulsification efficacy.2019

    • 著者名/発表者名
      Hiranphinyophat S, Asaumi Y, Fujii S, Iwasaki Y
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 号: 35 ページ: 11443-11451

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.9b01584

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of scidic erosion and oral bacterial adhesion through the immobilization of zwitterionic polyphosphoesters on mineral substrates2019

    • 著者名/発表者名
      Noree S, Thobthai P, KItagawa H, Imazato S, Iwasaki Y
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 12 ページ: 1529-1532

    • DOI

      10.1246/cl.190709

    • NAID

      130007757562

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Enhancement of osteogenesis by polyphosphoesters having bone affinity2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwasaki, K. Kiyono, A. Otaka
    • 学会等名
      2022 Hawaii - Joint Symposium- SFB + JSB
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polyphosphoester-based nanoparticles for the transdermal drug delivery in the treatment of rheumatoid arthritis2021

    • 著者名/発表者名
      S. Hiranphinyophat, Y. Iwasaki
    • 学会等名
      The 8th Asian Biomaterials Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancing osteoblast differentiation by polyphosphoesters2021

    • 著者名/発表者名
      K. Kiyono, Y. Iwassaki
    • 学会等名
      The 15th International Symposium in Science and Technology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 破骨細胞分化を抑制するポリリン酸エステル2021

    • 著者名/発表者名
      高橋功次、岩﨑泰彦
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会関西ブロック 第16回若手研究発表
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 骨指向性ポリリン酸ジエステルによる骨芽細胞の分化誘導2021

    • 著者名/発表者名
      清野謙二郎, 岩﨑泰彦
    • 学会等名
      第43回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新しい骨集積性薬物キャリアーとしてのポリリン酸エステル2021

    • 著者名/発表者名
      岩﨑泰彦
    • 学会等名
      第36回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 破骨細胞分化を抑制するポリリン酸エステル2021

    • 著者名/発表者名
      高橋功次, 岩﨑泰彦
    • 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
  • [学会発表] リン酸結合を骨格に有するポリマーによる骨芽細胞分化の促進2021

    • 著者名/発表者名
      清野謙二郎, 岩﨑泰彦
    • 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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 光架橋型双性イオンポリマーによる安定な低摩擦・ 抗ファウリング表面の構築2021

    • 著者名/発表者名
      岩﨑泰彦, 中野博貴, 柿木佐知朗
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ポリリン酸エステルを成分とするウレタンエラストマーの合成2021

    • 著者名/発表者名
      藤田悠馬, 岩﨑泰彦
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Bone targeting phospholipid polymers to solubilize lipophilic anticancer drugs2020

    • 著者名/発表者名
      Otaka A., Yamaguchi T., Saisho R., Hiraga T., Iwasaki Y.
    • 学会等名
      11th World Biomaterials Congress
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of a bifonazole loaded emulsion stabilized with cellulose nanocrystals bearing polyphosphoesters for topical applications2020

    • 著者名/発表者名
      Hiranphinyophat S., Asaumi Y., Fujii S., Iwasaki Y.
    • 学会等名
      11th World Biomaterials Congress
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリリン酸エステルが卵巣摘出マウスの大腿骨骨密度に与える影響:経時的CTによる評価2020

    • 著者名/発表者名
      木野圭一朗,横田淳司,岩﨑泰彦,大高晋之,水谷正洋,根尾昌志
    • 学会等名
      第35回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ポリリン酸エステルが卵巣摘出マウスのの腰椎骨密度に与える影響:経時的CTによる評価2020

    • 著者名/発表者名
      水谷正洋,横田淳司,岩﨑泰彦,大高晋之,木野圭一朗,根尾昌志
    • 学会等名
      第35回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Polyphosphoester as osteoporosis drug candidates to modulate osteoblast and osteoclast cells2020

    • 著者名/発表者名
      Otaka A., Takahashi K., Kiyono K., Iwasaki Y.
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 骨芽細胞分化を促進するポリリン酸エステルの構造的特徴2020

    • 著者名/発表者名
      清野謙二郎,大高晋之,岩﨑泰彦
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 骨指向性双性イオン型ポリマーを用いた転移性腫瘍細胞への薬物送達2020

    • 著者名/発表者名
      大高晋之, 税所凌弥, 平賀徹, 岩﨑泰彦
    • 学会等名
      第69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] ポリリン酸エステルによる骨芽細胞分化の促進2020

    • 著者名/発表者名
      清野謙二郎, 大高晋之, 岩﨑泰彦
    • 学会等名
      第69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] Phosphorus-containing polymers for bone treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Y
    • 学会等名
      MRM2019
    • 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] Polyphosphoesters for modulation of bone cell behaviors2019

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Y, Otaka A
    • 学会等名
      FAPS2019
    • 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] 骨転移治療を目指したビスホスホネート導入双性イオン型ポリマー2019

    • 著者名/発表者名
      大高晋之,山口知己,税所凌弥,平賀徹,岩﨑泰彦
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 骨転移がん治療を目指した薬物輸送システムの構築2019

    • 著者名/発表者名
      大高晋之,山口知己,平賀徹,岩﨑泰彦
    • 学会等名
      第30回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能性両親媒性ポリマーによる骨転移性腫瘍の標的化2019

    • 著者名/発表者名
      税所凌弥,大高晋之,平賀徹,岩﨑泰彦
    • 学会等名
      第65回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リン酸エステルポリマーの骨系細胞への影響2019

    • 著者名/発表者名
      大高晋之,今井雄太,井上直之,中村美穂,岩﨑泰彦
    • 学会等名
      第48回医用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] 転移性腫瘍を標的とする高分子薬物担体の創出2019

    • 著者名/発表者名
      税所凌弥,大高晋之,平賀徹,岩﨑泰彦
    • 学会等名
      第48回医用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] The interaction of polyphosphoesters and bone cells2019

    • 著者名/発表者名
      Otaka A., Imai Y., Inonue N., Nakamura M, Iwasaki Y
    • 学会等名
      第68回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://wps.itc.kansai-u.ac.jp/biomat/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://biomat.chemmater.kansai-u.ac.jp/index.html

    • 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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