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人工調製肺サーファクタントの機能性フッ素ハイブリッド化への展開

研究課題

研究課題/領域番号 19K07036
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関第一薬科大学

研究代表者

中原 広道  第一薬科大学, 薬学部, 教授 (00513235)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード肺サーファクタント / 呼吸窮迫症候群 / 部分フッ素化合物 / 界面化学 / 生物物理化学 / ナノ機能材料 / ナノ医薬 / 複合材料 / フッ素化合物 / 物理薬剤学
研究開始時の研究の概要

申請者等は動物由来型肺サーファクタント(LS)に替わる安全・安価で且つ効果的な人工調製型LSの開発研究に着手している。呼吸窮迫症候群(RDS)は、LSの欠如や機能不全が原因で発症するが、牛肺由来のLSにより劇的に改善される。しかしながら、動物肺由来型LSは非常に高価であり、またアレルギーや感染症の原因となる可能性及び新生児RDS以外に保険診療ができない等の制限が多い。本研究では①呼吸運動に伴う膜分子の排除メカニズムの解明、②多岐に亘る呼吸器疾患への適用拡大に向けた超低価格化、③表面ミセル現象を応用した革新的フッ素・ハイブリッド型LSへの挑戦を目的とする。

研究成果の概要

本研究では、肺サーファクタントを利用したDDSの基盤研究を行い、以下の成果を得た。①ジェミニ型rTzを用いて、DDSに有用な相互作用を示す可能性があることが示唆された。②ジェミニ型界面活性剤を使用し、疎水性薬物モデル化合物の可溶化現象を調べ、被可溶化物が界面活性剤ミセルの極性領域に濃縮する可能性が示唆された。③IEDDA反応を空気/水界面で解明し、生体内でのイメージング・センシングに応用されることが期待される。④水と空気の境界面を数値モデル化し、表面電位データの解析を可能にし、肺胞表面におけるイオンの遷移のメカニズム解明にも貢献する成果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

人工調製型肺サーファクタント(LS)は、呼吸窮迫症候群だけでなく、肺ガンやSARS、COPDの緩和にも期待されます。動物由来型に比べて研究は遅れていますが、LSの作用メカニズムの解明により、安全性や薬効面に優れた代替RDS治療薬の開発が期待されます。また、フッ素化合物をLS添加物として応用することにより、LS成分や異物の除去、肺胞表面のガス交換負担の軽減が期待されます。さらに、革新的なフッ素・ハイブリッド型LSや人工調製型LSの低価格化が実現すれば、呼吸器症状の即時緩和に貢献し、世界各国の医療費負担の軽減や社会的問題の解消につながると期待されます。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] Curtin University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Curtin University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Institut Charles Sadron(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Langmuir単分子膜手法によるテトラジン誘導体と生体膜構成脂質との相互作用2023

    • 著者名/発表者名
      中原広道
    • 雑誌名

      Colloid & Interface Communication

      巻: 48 ページ: 23-26

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inverse electron-demand diels-alder reactions of tetrazine and norbornene at the air-water interface2022

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Hiromichi、Hagimori Masayori、Kannaka Kento、Mukai Takahiro、Shibata Osamu
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      巻: 211 ページ: 112333-112333

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2022.112333

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interplay of long-chain tetrazine derivatives and biomembrane components at the air?water interface2022

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Hiromichi、Hagimori Masayori、Mukai Takahiro、Shibata Osamu
    • 雑誌名

      Biophysics Reviews

      巻: 3 号: 2 ページ: 021303-021303

    • DOI

      10.1063/5.0083352

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionic distribution of MgCl2 near the alcohol/water interface2021

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Cuong V.、Phan Chi M.、Nakahara Hiromichi、Shibata Osamu
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 344 ページ: 117902-117902

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2021.117902

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Adsorption of sodium iodine at air/water interface2020

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Cuong V.、Nakahara Hiromichi、Shibata Osamu、Phan Chi M.
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 298 ページ: 112076-112076

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2019.112076

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Solubilization of Progesterone and its Derivatives into Gemini Surfactant Solutions2020

    • 著者名/発表者名
      Ideguchi Hiroki、Takasaki Yuya、Kondo Shintaro、Nakanose Mai、Teradahira Nana、Yamamoto Yumeka、Mouri Umi、Nakahara Hiromichi
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 69 号: 6 ページ: 557-562

    • DOI

      10.5650/jos.ess20007

    • NAID

      130007852766

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Surface Potential of the Air/Water Interface2020

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Cuong V.、Nakahara Hiromichi、Phan Chi M.
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 69 号: 6 ページ: 519-528

    • DOI

      10.5650/jos.ess20024

    • NAID

      130007852769

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] How Self‐Assembled Nanodomains Can Impact the Organization of a Phospholipid Monolayer‐Flower‐Like Arrays2020

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Hiromichi、Krafft Marie Pierre、Shibata Osamu
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 21 号: 17 ページ: 1966-1970

    • DOI

      10.1002/cphc.202000496

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Inverse Electron Demand Diels?Alder Reactions in the Liposomal Membrane Accelerates Release of the Encapsulated Drugs2020

    • 著者名/発表者名
      Kannaka Kento、Sano Kohei、Nakahara Hiromichi、Munekane Masayuki、Hagimori Masayori、Yamasaki Toshihide、Mukai Takahiro
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 号: 36 ページ: 10750-10755

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c01525

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interfacial behavior of gemini surfactants with different spacer lengths in aqueous medium2019

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Hiromichi、Nishino Ayami、Tanaka Ayaka、Fujita Yoshika、Shibata Osamu
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science

      巻: 297 号: 2 ページ: 183-189

    • DOI

      10.1007/s00396-018-4459-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lateral interaction of cholesterol with a semifluorinated amphiphile at the air-water interface2019

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Hiromichi、Minamisono Muneaki、Shibata Osamu
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      巻: 181 ページ: 1035-1040

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2019.06.072

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluidity of binary monolayers of semi-fluorinated and non-fluorinated fatty alcohols at the air?water interface2019

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Hiromichi、Minamisono Muneaki、Shibata Osamu
    • 雑誌名

      Journal of Fluorine Chemistry

      巻: 228 ページ: 109408-109408

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2019.109408

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 炭化水素二本鎖を有するテトラジン誘導体と生体膜構成脂質の2成分相互作用の評価2023

    • 著者名/発表者名
      中原 広道,萩森 政頼,向  高弘,柴田  攻
    • 学会等名
      日本薬学会第143回年
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Ionic distribution of an unequal electrolyte near an air_water surface2022

    • 著者名/発表者名
      Chi Phan, Sultan Al-Harmali, Hiromichi Nakahara
    • 学会等名
      the 2nd World Congress on Oleo Science (WCOS 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ジェミニ型界面活性剤水溶液への可溶化に対するα-シクロデキストリンの添加効果置2022

    • 著者名/発表者名
      西田 健人,高橋 菜生,中原 広道
    • 学会等名
      物理化学インターカレッジ(兼油化学界面科学部会九州地区講演会)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 界面活性剤ミセルに対するシクロデキストリンの添加効果2022

    • 著者名/発表者名
      田中 翔,西田 健人,中原 広道
    • 学会等名
      物理化学インターカレッジ(兼油化学界面科学部会九州地区講演会)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] リン脂質単分子膜上にスタッキングされた自己組織化ナノドメインの界面科学的評価2022

    • 著者名/発表者名
      中原 広道,Krafft Marie Pierre、柴田 攻
    • 学会等名
      日本薬学会第142回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ジェミニ型界面活性剤ミセルにおけるプロゲステロンの可溶化位置2022

    • 著者名/発表者名
      太田 将仁,宮崎 綾,草苅 彩夏,松本 彩花,大塚 綾乃,渡辺 賢市,中原 広道
    • 学会等名
      物理化学インターカレッジ(兼油化学界面科学部会九州地区講演会)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Langmuir monolayer properties of binary system of apolar gemini amphiphiles with DPPC2020

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Nakahara, Marie Pierre Krafft, Osamu Shibata
    • 学会等名
      the World Congress on Oils and Fats & ISF Lectureship Series in 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Langmuir monolayer properties of a tetrazine-containing Gemini amphiphile with biomembrane lipids2020

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Nakahara, Masayori Hagimori, Takahiro Mukai, Osamu Shibata
    • 学会等名
      the World Congress on Oils and Fats & ISF Lectureship Series in 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 部分フッ素化アルコールとコレステロールの2成分単分子膜挙動2020

    • 著者名/発表者名
      中原 広道,南園 宗映,柴田 攻
    • 学会等名
      日本薬学会第140回年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] リン脂質単分子膜上にスタッキングされた自己組織化ナノドメイン2020

    • 著者名/発表者名
      中原 広道、Krafft Marie Pierre、柴田 攻
    • 学会等名
      日本薬学会第140回年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学反応を介した薬物放出促進を可能とするリポソーム製剤の開発2020

    • 著者名/発表者名
      甘中 健登,佐野 紘平,中原 広道,宗兼 将之,山﨑 俊栄,萩森 政頼,向 高弘
    • 学会等名
      日本薬学会第140回年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] リポソーム膜上における化学反応とそれに伴う膜の物性変化に基づいたリポソームからの薬物放出制御2020

    • 著者名/発表者名
      甘中 健登,佐野 紘平,中原 広道,宗兼 将之,山﨑 俊栄,萩森 政頼,向 高弘
    • 学会等名
      第36回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] リポソーム膜における生体直交型クリックケミストリーによる薬物放出制御法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      甘中 健登,佐野 紘平,中原 広道,宗兼 将之,山﨑 俊栄,萩森 政頼,向 高弘
    • 学会等名
      日本薬学会関西支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Surface nanodomains of semi-fluorinated alkanes on phospholipid monolayers2020

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Nakahara, Marie Pierre Krafft, and Osamu Shibata
    • 学会等名
      Nature Inspires Creativity Engineers (NICE) 2020 International Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ジェミニ型界面活性剤ミセルへの可溶化挙動とその熱力学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      中原 広道、柴田  攻
    • 学会等名
      日本薬学会第139回年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] テトラジン誘導体を有するジェミニ型両親媒性物質と生体脂質の相互作用解析2019

    • 著者名/発表者名
      中原 広道、萩森 政頼、向  高弘、柴田  攻
    • 学会等名
      日本油化学会第58回年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Gemini-Mono活性剤混合物のCMC予測式-Rubingh式へのコメント2019

    • 著者名/発表者名
      秋貞 英雄、中原 広道、柴田  攻
    • 学会等名
      日本油化学会第58回年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Interactions of Tetrazine Derivatives with Biomembrane Lipids at the Air-Water Interface2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Nakahara, Masayori Hagimori, Takahiro Mukai, Osamu Shibata
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface behavior of gemini surfactants with different spacer lengths in aqueous medium2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Nakahara, Ayami Nishino, Ayaka Tanaka, Yoshika Fujita, Osamu Shibata
    • 学会等名
      33rd CONFERENCE OF THE EUROPEAN COLLOID AND INTERFACE SOCIETY
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spacer role of Gemini surfactants in solubilization into their micelles2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Nakahara, Hiroaki Nishizaka, Kensuke Iwasaki, Yu Otsuji, Mika Sato, Keisuke Matsuoka, Osamu Shibata
    • 学会等名
      33rd CONFERENCE OF THE EUROPEAN COLLOID AND INTERFACE SOCIETY
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コレステロールと部分フッ素化アルコールからなる単分子膜の流動性について2019

    • 著者名/発表者名
      中原 広道、南園 宗映、柴田  攻
    • 学会等名
      第36回日本薬学会九州支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ジェミニ型界面活性剤ミセルに対するプロゲステロン類の可溶化挙動2019

    • 著者名/発表者名
      井手口 博紀、高崎 裕也、山本 夢夏、中原 広道
    • 学会等名
      物理化学インターカレッジ(兼油化学界面科学部会九州地区講演会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] テストステロンを可溶化したジェミニ型界面活性剤溶液の解析2019

    • 著者名/発表者名
      増田 優作、寺平 奈々、三浦 正道、玉木 泉、中原 広道
    • 学会等名
      物理化学インターカレッジ(兼油化学界面科学部会九州地区講演会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 洗浄の事典2022

    • 著者名/発表者名
      大矢 勝、天田 徹、荒牧 賢治、北村 裕夫、蓼沼 裕彦、中村 一穂、松宮 正彦、山田 勲
    • 総ページ数
      560
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254252736
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 界面活性剤の選び方、使い方 事例集2019

    • 著者名/発表者名
      中原 広道 他68名
    • 総ページ数
      586
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047534
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 第一薬科大学 薬剤設計学分野

    • URL

      https://www.daiichi-cps.ac.jp/education/lab/451/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] ReseachGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 第一薬科大学 薬剤設計学分野

    • URL

      http://www.daiichi-cps.ac.jp/kenkyu/lab13.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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