ガン治療を目指した核酸ナノマシンの創出

• 研究課題/領域番号: 20240049
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 丸山 厚 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (40190566)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 48,880千円 (直接経費: 37,600千円、間接経費: 11,280千円); 2010年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円); 2009年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2008年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
• キーワード: 機能性核酸 / 核酸シャペロン / 医薬送達システム / 高分子電解質複合体 / グラフトコポリマー / 構造転移 / ナノマシン / ポリカチオン / くし型共重合体 / DNA / 高次構造転移 / 核酸4重鎖

研究概要

ガン組織で治療効果を発現する治療用核酸ナノマシンシステムを構成するガン組織集積機能と核酸シャペロン活性のある高分子材料の設計と評価を行い以下の成果を得た。1)親水性側鎖をグラフトしたカチオン性くし型共重合体のガン集積性を担ガンマウスで評価し、高密度にグラフト鎖を有する共重合体が経時的にガンに集積することが見いだされた。2)核酸の構造転移に与える共重合体の効果を評価した。共重合体は、ステムループ・2重鎖の転移や4重鎖核酸の形成速度を顕著に高め、機能性核酸の機能を制御し得ることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] A mirror-image tetramolecular DNA quadruplex (2011)
  • 著者名/発表者名: P.L.T.Tran, R.Moriyama, A.Maruyama, B.Rayner, J.L.Mergny
  • 雑誌名: Chem.Commun. 47in press ページ: 5437-5439
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cationic comb-type copolymers do not cause collapse but shrinkage of DNA molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Sonda, M.Hirano, N.Shimada, A.Kano, S.Kidoaki, A.Maruyama
  • 雑誌名: Chem Lett 40 ページ: 250-251
  • NAID: 10027815446
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA assembly and reassembly activated by cationic comb-type copolymer (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Moriyama, N.Shimada, A.Kano, A.Maruyama
  • 雑誌名: Biomaterials 32 ページ: 2351-2358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grafting of poly (ethylene glycol) to poly-lysine augments its lifetime in blood circulation and accumulation in tumors without loss of the ability to associate with siRNA (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Kano, K.Moriyama, T.Yamano, I.Nakamura, N.Shimada, A.Maruyama
  • 雑誌名: J.Controlled Rel. 149 ページ: 2-7
  • NAID: 120004951559
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grafting of poly(ethylene glycol) to poly-lysine augments its lifetime in blood circulation and accumulation in tumors without loss of the ability to associate with siRNA (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Kano, K.Moriyama, T.Yamano, I.Nakamura, N.Shimada, A.Maruyama
  • 雑誌名: J.Controlled Rel. 巻: (in press)
  • NAID: 120004951559
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled synthesis of PEI-coated gold nanoparticles using reductive catechol chemistry for siRNA delivery (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Lee, S.H.Lee, J.S.Kim, A.Maruayma, X.Chen, T.G.Park
  • 雑誌名: J.Controlled Rel. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear localization and antisense effect of PNA internalized by ASGP-R-mediated endocytosis with protein/DNA conjugates (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Ishihara, A.Kano, K.Obara, M.Saito, X.Chen, T.G.Park, T.Akaike, A.Maruyama
  • 雑誌名: J.Controlled Rel. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of polyanion-coated biodegradable polymeric micelles as drug delivery vehicles (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Tian, L.Lin, J.Chen, X.Chen, T.G.Park, A.Maruyama
  • 雑誌名: J.Controlled Rel. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cationic comb-type copolymers do not cause collapse but shrinkage of DNA molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Tian, L.Lin, J.Chen, X.Chen, T.G.Park, A.Maruyama
  • 雑誌名: J.Controlled Rel. 巻: (in press)
  • NAID: 10027815446
  • 査読あり
• [雑誌論文] RGD targeting hyaluronic acid coating system for PEI-PBLG polycation gene carriers (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Tian, L.Lin, J.Chen, X.Chen, T.G.Park, A.Maruyama
  • 雑誌名: J.Controlled Rel. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cationic graft copolymer as a DNA B-Z transition inducer : Effect of copolymer structure (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Shimada, M.Yamamoto, A.Kano, A.Maruayma
  • 雑誌名: Biomacromolecules 11 ページ: 3043-3048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Biodegradable Polymer Micelle Exhibiting High Stability by Coating with Polyion Complex (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohya, S.Takeda, Y.Shibata, T.Ouchi, A.Maruyama
  • 雑誌名: Macromol. Biosci. 211 ページ: 1750-1756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unusually large hysteresis of temperature-responsive poly(N-ethyl-2-propionamidoacrylamide) studied by microcalorimetry and FT-IR (2010)
  • 著者名/発表者名: M.R.Berber, H.Mori, I.H.Hafez, K.Minagawa, M.Tanaka, T.Niidome, Y.Katayama, A.Maruyama T.Hirano, Y.Maeda, T.Mori
  • 雑誌名: J Phys Chem B. 巻: 114 ページ: 7784-90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, characterization and drug release of biocompatible/biodegradable non-toxic poly(urethaneurea)s based on poly(ε-caprolactone)s and lysine-based diisocyanate (2010)
  • 著者名/発表者名: T.T.Reddy, A.Kano, A.Maruyama, A.Takahara
  • 雑誌名: J.Biomater.Sci. 巻: 21 ページ: 1483-1502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Biodegradable Polymer Micelle Exhibiting High Stability by Coating with Polyion Complex (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Ohya, S.Takeda, Y.Shibata, T.Ouchi, A.Maruyama
  • 雑誌名: Macromol.Biosci. 巻: 211 ページ: 1750-1756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cationic graft copolymer as a DNA B-Z transition inducer : Effect of copolymer structure (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Shimada, M.Yamamoto, A.Kano, A.Maruayma
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 11 ページ: 3043-3048
  • 査読あり
• [雑誌論文] B-Z DNA transition triggered by a cationic comb-type copolymer (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Shimada, A.Kano, A.Maruyama
  • 雑誌名: Adv.Funct.Mater. 19 ページ: 3590-3595
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of self-assembled cationic nanogels with oligo-DNA and function as artificial nucleic acid chaperone (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Morimoto, J.Tamada, S.Sawada, N.Shimada, A.Kano, A.Maruyama, K.Akiyoshi
  • 雑誌名: Chem.Lett. 38 ページ: 496-497
  • NAID: 10025122311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synergistic stabilization of nucleic acid assembly by 2'-O,4'-C-methylene bridged nucleic acid modification and additions of comb-type cationic copolymers (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Torigoe, A.Maruyama, S.Obika, T.Imanishi, T. Katayama
  • 雑誌名: Biochemistry 48 ページ: 3545-3553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liver endothelial cell uptake of enzymatically digested hyaluronan in vivo and in vitro (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Mochizuki, A.Kano, N.Shimada, A.Maruyama
  • 雑誌名: J.Biomater. Sci.Polym.Ed. 20 ページ: 83-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] B-Z DNA Transition Triggered by a Cationic Comb-Type Copolymer (2009)
  • 著者名/発表者名: Naohiko Shimada, Arihiro Kano, Atsushi Maruyama
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 19 ページ: 3590-3595
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of Self-assembled Cationic Nanogels with Oligo-DNA and Function as Artificial Nucleic Acid Chaperone (2009)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, N., Tamada, J., Sawada, S., Shimada, N., Kano, A., Maruyama, A., Akiyoshi, K.
  • 雑誌名: Chemistry Letters 38 ページ: 496-497
  • NAID: 10025122311
  • 査読あり
• [雑誌論文] A highly efficient siRNA carrier of PBLG modified hyperbranched PEI (2009)
  • 著者名/発表者名: Chen, J., Tian, H., Guo, Z., Xia, J., Kano, A., Maruyama, A., Jing, X., Chen, X.
  • 雑誌名: Macromol Biosci 9 ページ: 1247-1253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liver endothelial cell uptake of enzymatically digested hyaluronan in vivo and in vitro (2009)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, et al
  • 雑誌名: J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 20 ページ: 83-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Biomimetic Alternative to PEG as an Antifouling Coating : Resistance to Non-Specific Protein Adsorption of Poly(L-lysine)-graft-Dextran (2008)
  • 著者名/発表者名: C.Perrino, S.Lee, S.W.Choi, A.Maruyama, N.D.Spencer
  • 雑誌名: Langmuir 24 ページ: 8850-8856
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic effect of cationic comb-type copolymers on DNA hybridization (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Maruyama, L.Wu, N.Shimada, A.Kano
  • 雑誌名: Adv.Mater.Res.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymer brush-stabilized polyplex for a siRNA carrier with long blood circulatory half-life (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Kano, T.Yamano, S.W.Choi, A.Maruyama
  • 雑誌名: Adv.Mater.Res.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymer brush-stabilized polyplex for a siRNA carrier with long blood circulatory half-life (2008)
  • 著者名/発表者名: Kano, et al
  • 雑誌名: Adv. Mater. Res. 47-50 ページ: 762-764
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic effect of cationic comb-type copolymers on DNA hybridization, 47-50, 1355-1358 (2008). (2008)
  • 著者名/発表者名: Maruyama, et al
  • 雑誌名: Adv. Mater. Res. 47-50 ページ: 1355-1358
  • 査読あり
• [雑誌論文] A. Maruyama, Evaluation of polyanion-coated biodegradable polymeric micelles as drug delivery vehicles
  • 著者名/発表者名: Y.Ohya, S.Takeda, Y.Shibata, T.Ouchi, A.Kano, T.Iwata, S.Mochizuki, Y.Taniwaki
  • 雑誌名: J.Controlled Rel. in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear localization and antisense effect of PNA internalized by ASGP-R-mediated endocytosis with protein/DNA conjugates
  • 著者名/発表者名: T.Ishihara, A.Kano, K.Obara, M.Saito, X.Chen, T.G.Park, T.Akaike, A.Maruyama
  • 雑誌名: J.Controlled Rel. in press
  • 査読あり
• [学会発表] Manipulation of DNA quadruplex assembly with cationic copolymers」と「Poly(allylamine) derivatives exhibiting UCST-type solution bihavior under physiological conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: PACIFI CHEM 2010
  • 発表場所: Hawaii Convention Center ; Hilton Hawaiian Village ; Sheraton Waikiki ; the Royal Hawaiian Hotel
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] αアミノ酸のpH感受性に着目した遺伝子キャリア設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚, ほか
  • 学会等名: 第32回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: グランドプリンスホテル(広島)
  • 年月日: 2010-11-29
• [学会発表] Catiotic comb-type Copolymer to Manipulate DNA hybridization and Folding and Its Application to DNA Nanobiotechnology (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: 2010 ISOMRM
  • 発表場所: International Cnvention Center/N H R Institute TAIWAN
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] ポリ(L-リシン)-グラフト-ポリエチレングリコール共重合体(PLL-g-PEG)の光線力学療法剤ポルフィマーナトリウムとの相互作用と腫瘍デリバリー (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: 第59回高分子学会討論会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Recognition of sulfated hyaluronic acid by liver sinusoidal endothelial cells (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚, ほか
  • 学会等名: 第8回ヒアルロン酸国際カンファレンス
  • 発表場所: 京都ブライトンホテル(京都)
  • 年月日: 2010-06-08
• [学会発表] Dimerization of stem-loop DNA by cationic comb-type copolymers (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: 弟59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] Invited speaker, 2010 International Symposium of Materials on Regenerative Medicine (2010 ISOMRM) (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Maruyama
  • 学会等名: Cationic comb-type copolymer to manipulate DNA hybridization and folding and its application to DNA nanobiotechnology
  • 発表場所: Zhunan, Taiwan
• [学会発表] Invited speaker, 9th International Conference "Medical Applications of Novel Biomaterials and Nano-biotechnology" (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Maruyama
  • 学会等名: DNA diagnostics using new cationic polymers
  • 発表場所: Montecatini Terme
• [学会発表] Caotionic Comb-type Copolymer as a Nucleic Acide Chaperone for DNA Quadrupiex (2009)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry, 2009
  • 発表場所: 岐阜県高山市
  • 年月日: 2009-09-30
• [学会発表] 高分子材料による核酸操作と遺伝子診断への展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 丸山 厚
  • 学会等名: 第59回医用高分子研究会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] 人工核酸シャペロン材料の設計と遺伝子多型解析への展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 丸山 厚
  • 学会等名: 東京大学ナノバイオ・インテグレーション研究拠点シンポジウム「ナノバイオセンシングの最前線」
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-03-04
• [学会発表] Invited speaker, International conference on materials for advanced technologies, "DNA Nanoscience and Biophysics" (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Maruyama
  • 学会等名: Cationic Comb-type Copolymers as DNA Chaperones
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] Manipulation of DNA folding with soft interpolyelectrolyte complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama
  • 学会等名: 研究所(先導研・電子研・多元研)連携・SNAMS・CREST ジョイントミニ国際シンポジウム : エンジニアリング・ネオバイオミメティクスとソフトナノマテリアル
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] Highly faithful DNA hybridization produced by an engineered folding pathway and cationic comb-type copolymers (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama
  • 学会等名: International symposium on gene delivery and biomaterials
  • 発表場所: 中国
  • 年月日: 2008-11-27
• [学会発表] 塩基性ポリアミノ酸誘導体による核酸構造の動的制御と核酸ナノバイオヘの応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 丸山 厚
  • 学会等名: 第10回ペプチドフォーラム“協奏分子としてのアルギニン : 細胞・分子機能における普遍性・必然性とその応用"
  • 発表場所: 京都薬科大学
  • 年月日: 2008-11-07
• [学会発表] 核酸フォールディング過程に着目した核酸配列認識の厳密化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 丸山 厚
  • 学会等名: 九大先導研・北大電子研・東北大多元研 研究所間連携研究交流会
  • 発表場所: 帝人本社(東京)
  • 年月日: 2008-10-30
• [学会発表] 高分子複合体による核酸構造の動的制御とナノバイオヘの展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 丸山 厚
  • 学会等名: ポストシリコン物質・デバイス創製基盤技術アライアンス「ナノ分子メカニクス・バイオメカニクス」研究グループ分科会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク(大阪)
  • 年月日: 2008-10-17
• [学会発表] Design of artificial DNA chaperone for DNA nanobiotechnology (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama
  • 学会等名: The 42th IUPAC World Polymer Congress (Macro 2008)
  • 発表場所: Taipei、Taiwan
  • 年月日: 2008-07-02
• [学会発表] Cationic comb-type copolymer as an artificial nucleic acid chaperone : acceleration of DNA hybridization (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama
  • 学会等名: International Symposium on Polymer Chemistry
  • 発表場所: Hefei、China
  • 年月日: 2008-06-18
• [図書] 核酸医薬の最前線(人工核酸シャペロンの設計とナノバイオテクノロジーへの展開)(和田猛監修) (2009)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 出版者: シーエムシー出版(分担執筆)
• [図書] バイオマテリアル-生体材料-(生体材料と核酸技術) (2008)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 出版者: (分担執筆)
• [図書] 次世代医療のための高分子材料工学(くし型高分子ナノ材料)(秋吉一成、岸田晶夫編) (2008)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚
  • 出版者: シーエムシー出版(分担執筆)
• [図書] 次世代医療のための高分子材料工学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 丸山厚 (分担執筆)
  • 総ページ数: 286
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.cm.kyushu-u.ac.jp/wmaruyama/
• [産業財産権] 温度PH及び塩濃度応答性材及びその用途 (2010)
  • 発明者名: 崎田直彦, 丸山厚
  • 権利者名: 九州大学
  • 産業財産権番号: 2010-066792
  • 出願年月日: 2010-03-23