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電場駆動型細胞膜透過性ペプチドナノニードルによるタンパク質医薬の細胞質直接送達

研究課題

研究課題/領域番号 19K12800
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90120:生体材料学関連
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

和久 友則  京都工芸繊維大学, 分子化学系, 准教授 (30548699)

研究分担者 小堀 哲生  京都工芸繊維大学, 分子化学系, 教授 (00397605)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードドラッグデリバリーシステム / 自己組織化 / ペプチド / ナノ材料 / ナノファイバー / 超分子重合 / 超分子ポリマー / 超分子 / ナノテクノロジー
研究開始時の研究の概要

がんや免疫疾患などの難治疾患の治療に有効な蛋白質医薬が注目を集めている。しかしながら、蛋白質医薬を細胞の中(細胞質)に到達させることが困難であるため、これがネックとなり蛋白質医薬の普及には至っていない。研究代表者は、ニードル形状のペプチドナノ集合体を、電場駆動でまさに針のように細胞膜透過させることができれば、これをキャリアに用いることでタンパク質医薬を細胞質に直接送達することができるのではないかと考えた。本研究では、電場駆動型の細胞膜透過性ペプチドナノニードルを、ペプチドの自己集合を精密に制御することで作製するとともに、コンセプトの実証をin vitroとin vivoで行う。

研究成果の概要

タンパク質医薬の細胞質内導入を実現するためのキャリアの開発をねらいとして、その作製に必要な要素技術として、マルチブロック構造を有するペプチドナノファイバーの作製技術を開発した。組成の異なるシードとモノマーの組み合わせであっても、線維形成配列が共通していれば、シードからの線維伸長が可能であり、異種セグメントから成るマルチブロック構造をもつナノファイバーを作製できることがわかった。また、それぞれのセグメントの長さも自在に制御できることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発したマルチブロック構造を有するペプチドナノファイバーの作製技術は、従来の高分子ミセルなどの球状キャリアとは異なる機能を有する新たなドラッグデリバリーキャリアの開発に役立つと期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] βシートペプチドを基盤とするナノファイバーメディシンの開発2022

    • 著者名/発表者名
      和久友則
    • 雑誌名

      バイオマテリアル

      巻: 40 ページ: 224-229

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a brain-permeable peptide nanofiber that prevents aggregation of Alzheimer pathogenic proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka N, Okuda M, Nishigaki T, Tsuchiya N, Kobayashi Y, Uemura T, Kumo S, Sugimoto H, Miyata S, Waku T.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 15 号: 7 ページ: e0235979-e0235979

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0235979

    • 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] Investigation on the interactions between self-assembled β-sheet peptide nanofibers and model cell membranes2020

    • 著者名/発表者名
      Waku T., Kasai A., Kobori A., Tanaka N.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 24 ページ: 9518-9518

    • DOI

      10.3390/ijms21249518

    • 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] Ice-phobic glass-substrate surfaces coated with polypeptides inspired by antifreeze protein2020

    • 著者名/発表者名
      K. Koshio, T. Waku and Y. Hagiwara
    • 雑誌名

      International Journal of Refrigeration

      巻: 114 ページ: 201-209

    • DOI

      10.1016/j.ijrefrig.2020.01.025

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of Amyloid β Fibrillation by Nanoparticles Composed of Ovalbumin-derived Amphiphilic Peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Waku Tomonori、Kobayashi Yukako、Wada Mei、Hamawaki Taiga、Handa Akihiro、Okuda Michiaki、Sugimoto Hachiro、Kobori Akio、Tanaka Naoki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 号: 4 ページ: 383-385

    • DOI

      10.1246/cl.200048

    • NAID

      130007828855

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of nanomedicine based on β-sheet peptide nanofibers2022

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Waku
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) Kota Kinabalu 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] 抗原を担持した細胞内環境応答性ペプチドナノファイバーの 設計と機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      横山知沙・和久友則・小堀哲生・田中直毅
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ペプチドナノファイバーの線維長精密制御と抗原デリバリー キャリアへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      西山魁人・和久友則・小堀哲生・田中直毅
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 卵殻膜ペプチドを修飾した電界紡糸 PVA ナノファイバーの 作製と細胞培養基板への応用2019

    • 著者名/発表者名
      吉川貴士・和久友則・小堀哲生・田中直毅
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 抗原を担持した細胞内環境応答性ペプチドナノファイバー の作製と機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      横山知沙・和久友則・小堀哲生・田中直毅
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 線維長の制御されたペプチドナノファイバーの精密作製と 抗原デリバリーキャリアへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      西山魁人・和久友則・小堀哲生・田中直毅
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 線維長の制御されたペプチドナノファイバーの精密作製と抗原デリバリーキャリアへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      和久友則・小枝清花・小堀哲生・田中直毅
    • 学会等名
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of Intracellular Environment-responsive Peptide Nanofibers for Antigen Delivery2019

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Waku・Akio Kobori・Naoki Tanaka
    • 学会等名
      5th International Symposium on Advances in Sustainable Polymers
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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