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分子標的素子の集積化によりがん細胞を見分ける細胞標的高分子薬の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K22499
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0403:人間医工学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

仲本 正彦  大阪大学, 工学研究科, 助教 (30883003)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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)
キーワード高分子阻害剤 / ポリ-α-グルタミン酸 / がん細胞阻害 / がん細胞認識 / 高分子 / 酵素阻害 / 酵素認識
研究開始時の研究の概要

がんは治療の困難な病であり、革新的な治療法の開発が望まれている。がん細胞表面では複数種の膜タンパク質が過剰発現しおり、これらのタンパク質の協同的な働きにより、がんの異常な増殖、浸潤および転移といった特徴的なふるまいが維持されていることが分かっている。本研究では、がん細胞上に過剰発現する特徴的な二種の酵素それぞれに対して、結合および阻害能を示す化学構造を分子標的素子として高分子構造内に集積することで、タンパク質の組み合わせとしてがん細胞表面を高感度に見分け、膜タンパク質群の協同的な阻害により細胞代謝を阻害する革新的な『細胞標的高分子薬』を開発する。

研究成果の概要

がん細胞表面では、複数種の特徴的な膜タンパク質が過剰発現している。これらのタンパク質の協同的な働きが、がんの異常な増殖、浸潤および転移といった特徴的なふるまいを維持するのに重要な役割を担う。本研究では、がん細胞膜に近接して共局在する複数種の酵素それぞれに対する阻害能を有するリガンドを高分子に導入することで、ヘテロリガンド相互作用を介してがん細胞の機能(生存、増殖、遊走)を相乗的に阻害する細胞標的高分子を作製した。更に、阻害剤の導入量および導入比率が阻害能に与える影響についての詳細も検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

がん治療において、がん細胞上の過剰発現タンパク質を選択的に阻害する分子標的薬が比較的副作用の少ない療法として利用されている。しかしながら、これら薬剤は正常細胞に発現した標的タンパク質の阻害も引き起こしてしまう。そのため、薬効の向上および副作用の低減の両立は依然として創薬における大きな課題である。本研究では、がん細胞膜に近接して共局在する複数種の酵素群を標的とすることでがん細胞の機能(生存、増殖、遊走)を相乗的に阻害する細胞標的高分子を作製した。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Fabrication of highly stretchable hydrogel based on crosslinking between alendronates functionalized poly-γ-glutamate and calcium cations2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Nakamoto, Moe Noguchi, Akihiro Nishiguchi, Joao F. Mano, Michiya Matsusaki, Mitsuru Akashi
    • 雑誌名

      Materials Today Bio

      巻: 14 ページ: 10225-10225

    • DOI

      10.1016/j.mtbio.2022.100225

    • 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
  • [雑誌論文] Biomacromolecule-fueled Transient Volume Phase Transition of a Hydrogel2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Nakamoto, Shiro Kitano, Michiya Matsusaki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: - 号: 33

    • DOI

      10.1002/anie.202205125

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Biomimetic of Endogenous Tissue Inhibitors of Metalloproteinases: Inhibition Mechanism and Contribution of Composition, Polymer Size, and Shape to the Inhibitory Effect2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Nakamoto, Teresa Escalante, Jose M Gutierrez, Kenneth J. Shea
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 21 号: 13 ページ: 5663-5670

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.1c01357

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 標的ポリペプチドに応答して動的な体積変化を生じるハイドロゲル-酵素複合材料の開発2022

    • 著者名/発表者名
      仲本 正彦、松崎典弥
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] がん細胞上の膜型酵素クラスターを相乗的に阻害するポリグルタミン酸誘導体の創製2022

    • 著者名/発表者名
      木場勇希、仲本 正彦、松崎典弥
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of Bio-inspired Polymers for the Control of the Biological Process2022

    • 著者名/発表者名
      仲本正彦
    • 学会等名
      2022 YONSEI-CBE International Workshop Series: Polymers
    • 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] Development of Dynamic Functions of Polymer Materials Based on Engineered Affinity for Biomacromolecules2022

    • 著者名/発表者名
      仲本正彦
    • 学会等名
      2022 International Conference on Modern Challenges in Polymer Science and Technology
    • 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] 共局在した酵素クラスターの相乗的阻害により がん細胞増殖を阻害する高分子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      仲本 正彦、木場勇希、松崎典弥
    • 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] Engineering of the cancer cell targeted polymer drug that inhibit the enzyme cluster on the cell membrane2021

    • 著者名/発表者名
      仲本 正彦、木場勇希、松崎典弥
    • 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] がん細胞膜表面の酵素クラスターを阻害するポリグルタミン酸誘導体の創製2021

    • 著者名/発表者名
      木場勇希、仲本 正彦、松崎典弥
    • 学会等名
      第67回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 生体の分子認識に学んだ高分子酵素阻害剤の分子設計戦略2021

    • 著者名/発表者名
      仲本正彦、木場勇希、Kenneth J Shea、冨田俊介、松﨑典弥
    • 学会等名
      第67回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メタロプロテアーゼ阻害因子模倣高分子ナノ粒子の開発2020

    • 著者名/発表者名
      仲本正彦、Shea Kenneth J.、松崎典弥
    • 学会等名
      第66回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] メタロプロテアーゼ阻害高分子の分子サイズが 酵素阻害能に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      仲本正彦、Shea Kenneth J.、松崎典弥
    • 学会等名
      第66回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マトリックスプロテアーゼ阻害因子を模倣した合成高分子酵素阻害剤の設計2020

    • 著者名/発表者名
      仲本正彦、松崎典弥、Shea Kenneth J.
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] ハイドロゲルの体積を変化させる方法及びハイドロゲル2021

    • 発明者名
      仲本正彦、北野史郎、松崎典弥
    • 権利者名
      仲本正彦、北野史郎、松崎典弥
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-09-29   更新日: 2023-01-30  

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