| 研究課題/領域番号 |
21K04802
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
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| 研究機関 | 崇城大学 |
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研究代表者 |
櫻木 美菜 (水谷美菜) 崇城大学, 工学部, 准教授 (90646829)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 深共融溶媒 / マイクロエマルション / 経皮デリバリー / 角層 / ラメラ構造 / 放射光X線散乱 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
①皮膚刺激性が少なく一時的に角層の構造を乱して皮膚浸透を促進するDESの組成を見出し、②このDESを用いてW/D型MEの構造制御を行う。次に、③複数の構造特性を持つMEの水相部分にタンパク質溶解させ、湿度調節器によりヘアレスマウス皮膚表面の水分量を調整した上で、MEの皮膚透過試験を行う。さらに、④水分量を調節した角層に、異なる構造を持つMEを適用した時の角層成分、MEぞれぞれの構造の経時変化を、放射光X線散乱、中性子散乱により評価する。これにより、皮膚疾患の有無や年齢、季節により異なる肌の水分量に応じて、バイオ医薬品を効率よく皮膚透過可能な組成のMEを提案することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
皮膚表面の角層は皮膚バリアとして機能するため、多くの薬剤の角層透過が難しい。薬剤の皮膚浸透促進キャリアとしてマイクロエマルション(ME)がよく用いられる。これまで申請者らは、塩化コリン-グリセリンが水素結合により自己会合した親水性の深共融溶媒(DES)が角質細胞間の脂質層の構造を乱し、薬剤の皮膚透過を促進することを示した。角層は疎水性のため、程よい疎水性のDESを用いることで更なる皮膚浸透促進効果が期待できる。角層の水分量は、皮膚疾患の有無や年齢により異なり、その水分量によって角層中の脂質層が形成するラメラ構造の規則性の程度や層間隔が変化する。脂質層の構造特性が異なれば、DESの角層への浸透性や浸透経路も変化すると考えられる。本研究では、水溶性薬剤の高効率な経皮デリバリーを目指し、疎水性DESに分散したwater in DES型MEを用い、角層水分量、MEの構造特性に依存したMEの角層浸透機構を解明する。これにより、異なる肌の水分量に応じた、MEの最適な組成・構造を提案する。2021年度より、皮膚浸透促進剤として優れたDESの組成を調べた。水素結合受容体にl-メントールまたはチモール、水素結合供与体に炭化水素鎖の長さの異なる複数の種類の脂肪酸を用いて、角層成分への親和性の異なるDESについて検討している。その結果、l-メントールベースとチモールベースのDESで角層透過ルートや角質細胞間脂質の乱し方が異なり、l-メントールベースのDESは疎水性薬剤、チモールベースのDESは親水性薬剤の皮膚浸透促進剤として優れていることがわかった。一方で、作製した全てのDESは皮膚刺激性を有していたので、皮膚刺激性のない油状基剤と混合した溶媒を使って、MEを作製し、MEの構造特性と皮膚浸透性について評価した。また、含有水分量の異なる角層におけるMEの浸透機構についても検討しているところである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2022年度、皮膚浸透促進剤としてのDESの角層浸透メカニズムについての論文1報と、DESに分散したMEが皮膚浸透を改善する結果を示した論文1報が受理された。2023年度は、角層水分量を変えた時の、W/O型MEの皮膚浸透機構を、X線散乱、中性子散乱を用いて解明し、RSC Advances誌へ1報受理された。DESを添加したMEが水分量の異なる角層に透過するメカニズムについては、現在調べており、2024年度中に論文化することを目的としている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度より、DESを添加したW/O型MEの角層透過機構における、角層水分量の影響の影響を調べている。2023年度調べたMEでは、X線散乱のデータで再現がとれない組成があり、データの解釈に時間を要した。2023年度中に、安定に分散するMEの組成を決定でき、中性子散乱にて、異なる水分量をもつ角層中におけるMEの構造変化を解析した。2024年度はこれらのMEを異なる水分量をもつ角層に適用した時の、角層ラメラの構造変化について調べる。これにより、MEと角層ラメラの両方の構造変化を明らかにでき、MEが角層中でどのルートを通り、いつ崩壊するのか、またMEと角層ラメラの作用機構に角層水分量は影響するのか、について明らかにする。
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