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自己組織化型ハイブリッド核酸ナノデバイスによる中分子医薬のピンポイント送達

研究課題

研究課題/領域番号 21K12691
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
研究機関東京理科大学

研究代表者

西川 元也  東京理科大学, 薬学部薬学科, 教授 (40273437)

研究分担者 草森 浩輔  東京理科大学, 薬学部薬学科, 講師 (90707407)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード核酸 / 中分子医薬 / 標的化 / リガンド修飾 / タンパク結合 / 体内動態 / DDS / 自己組織化
研究開始時の研究の概要

本研究では、核酸医薬やペプチドなどの中分子医薬の標的部位へのピンポイント送達を実現するために、核酸の自己組織化能を利用することで構築した核酸ナノデバイスに、標的化のためのリガンドを結合した自己組織化型ハイブリッド核酸ナノデバイスを開発する。基本ユニット構造には多分岐型DNAナノ構造体を採用することで、ユニット当たり複数のリガンドおよび中分子医薬の搭載を可能にする。中分子医薬には、アンチセンスオリゴやCpGオリゴなどに加えてがん抗原ペプチドを選択する。培養細胞および疾患モデルマウスでの検討から、標的部位への中分子医薬のピンポイント送達ならびに治療効果を評価する。

研究成果の概要

本研究では、核酸医薬などの中分子医薬の標的へのピンポイント送達を実現するために、核酸の自己組織化により構築した核酸ナノデバイスに、標的化のためのリガンドを結合した自己組織化型ハイブリッド核酸ナノデバイスを開発した。自然免疫を活性化するCpGオリゴに対し、血清アルブミンとの結合親和性が高いステアリン酸あるいはマンノースをリガンドとして修飾し、これを自己組織化により構築した核酸ナノデバイスに搭載することで、CpGオリゴを標的の抗原提示細胞にピンポイントで送達できることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

核酸医薬をはじめとする中分子医薬の開発には、膜透過の改善による投与経路の拡大と体内動態制御による有効性および安全性の向上が求められる。本研究の成果は、核酸医薬の有効性を高めるうえで、核酸ナノ構造体とリガンド修飾を組み合わせた自己組織化型ハイブリッド核酸ナノデバイスが有効であることを示すものである。本成果をもとに核酸医薬をピンポイントで標的細胞に送達可能となれば、開発が進む核酸医薬品の実用化を加速する点で社会的意義も大である。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 4件、 招待講演 11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tuning CpG motif position in nanostructured DNA for efficient immune stimulation2024

    • 著者名/発表者名
      Tan Mengmeng、Makiguchi Natsuki、Kusamori Kosuke、Itakura Shoko、Takahashi Yuki、Takakura Yoshinobu、Nishikawa Makiya
    • 雑誌名

      Biotechnology Journal

      巻: 19 号: 4 ページ: 2300308-2300308

    • DOI

      10.1002/biot.202300308

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 既承認核酸医薬品の組織分布及び血漿/血清タンパク結合評価に関する調査と考察2024

    • 著者名/発表者名
      今井峻司, 深野泰史, 庭山裕孝, 田村直美, 三好美佳, 福原 慶, 小平浩史, 岩崎紀彦, 山中陽介, 宮澤憲浩, 高草英生, 角辻賢太, 後藤昭彦, 島田俊介, 吉田徳幸, 小比賀聡, 西川元也, 井上貴雄
    • 雑誌名

      医薬品医療機器レギュラトリーサイエンス

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hoechst‐Modification on Oligodeoxynucleotides for Efficient Transport to the Cell Nucleus and Gene Regulation2023

    • 著者名/発表者名
      Makanai Hiroki、Nishihara Tatsuya、Nishikawa Makiya、Tanabe Kazuhito
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 25 号: 3

    • DOI

      10.1002/cbic.202300645

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Drug Metabolism and Pharmacokinetics of Antisense Oligonucleotide Therapeutics: Typical Profiles, Evaluation Approaches, and Points to Consider Compared with Small Molecule Drugs2023

    • 著者名/発表者名
      Takakusa Hideo、Iwazaki Norihiko、Nishikawa Makiya、Yoshida Tokuyuki、Obika Satoshi、Inoue Takao
    • 雑誌名

      Nucleic Acid Therapeutics

      巻: 33 号: 2 ページ: 83-94

    • DOI

      10.1089/nat.2022.0054

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intradermal delivery of Cryj1 loaded in CpG DNA hydrogel for inhibiting allergic reactions in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Tanifuji T, Nishimura M, Kusamori K, Nishikawa M.
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 354 ページ: 429-438

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2023.01.029

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Targeted delivery of immunostimulatory CpG oligodeoxynucleotides to antigen-presenting cells in draining lymph nodes by stearic acid modification and nanostructurization2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Nagaoka,Wenqing Liao, Kosuke Kusamori, Makiya Nishikawa
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Science

      巻: 23 号: 3 ページ: 1350-1350

    • DOI

      10.3390/ijms23031350

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Structural optimization of oligonucleotide therapeutics for targeted or sustained delivery2023

    • 著者名/発表者名
      Makiya Nishikawa
    • 学会等名
      Asian Federation for Pharmaceutical Sciences 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 構造最適化による核酸医薬品の体内動態制御2023

    • 著者名/発表者名
      西川元也
    • 学会等名
      日本薬物動態学会38年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNAハイドロゲルを利用した核酸・タンパク質の体内動態制御2023

    • 著者名/発表者名
      西川元也
    • 学会等名
      第8回 核酸創薬研究部門シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 核酸を基盤とするナノ医薬・DDSの開発2023

    • 著者名/発表者名
      西川元也
    • 学会等名
      薬物動態談話会 9月例会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA ハイドロゲルを利用した薬物・細胞送達システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      西川 元也、板倉 祥子、草森浩輔
    • 学会等名
      第21回東京理科大学DDS シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コレステロール修飾DNA/RNAヘテロ二本鎖核酸の細胞取り込みにおける血清アルブミンの影響2023

    • 著者名/発表者名
      牧口夏輝、吉岡志剛、草森浩輔、山本俊輔、岩﨑慎治、平林英樹、楠原洋之、永田哲也、横 隆徳、西川元也
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] CpGオリゴのナノ構造化による高機能化とDDS2023

    • 著者名/発表者名
      西川元也
    • 学会等名
      JSSX-APDD合同ワークショッフ(第七回)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 核酸および細胞を利用したがん治療用 DDS の開発2022

    • 著者名/発表者名
      西川 元也、草森 浩輔
    • 学会等名
      日本患者由来がんモデル学会・学術集会2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オリゴ核酸を基盤とする免疫アジュバントの立体構造の最適化2022

    • 著者名/発表者名
      西川元也、草森浩輔
    • 学会等名
      東京理科大学 研究推進機構 総合研究院(RIST)データサイエンス医療研究部門・核酸創薬研究部門合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ステアリン酸修飾とナノ構造化によるCpG ODNの抗原提示細胞への効率的なデリバリー2022

    • 著者名/発表者名
      横山裕子、長岡 誠、廖 文卿、草森浩輔、西川元也
    • 学会等名
      東京理科大学 研究推進機構 総合研究院(RIST)データサイエンス医療研究部門・核酸創薬研究部門合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロ二本鎖核酸の体内動態および肝細胞取り込みにおける血清タンパク結合の影響2022

    • 著者名/発表者名
      牧口夏輝、吉岡志剛、仝 嫣然、草森浩輔、山本俊輔、岩﨑慎治、平林英樹、楠原洋之、永田哲也、横田隆徳、西川元也
    • 学会等名
      東京理科大学 研究推進機構 総合研究院(RIST)データサイエンス医療研究部門・核酸創薬研究部門合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 皮内投与デバイスを用いた抗原投与による抗原特異的免疫応答の誘導とDNAハイドロゲルの併用による免疫応答の増強2022

    • 著者名/発表者名
      福田桜奈、金 健、草森浩輔、小林範行、西川元也
    • 学会等名
      遺伝子・デリバリー研究会 第21回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己ゲル化免疫賦活CpG DNAハイドロゲルを用いた抗原の放出制御と抗原特異的免疫応答の効率的誘導2022

    • 著者名/発表者名
      谷藤拓未、西村萌伽、草森浩輔、西川元也
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第7回年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロ二本鎖核酸の体内動態および細胞取り込みにおけるタンパク結合の影響2022

    • 著者名/発表者名
      牧口夏輝、吉岡志剛、仝 嫣然、草森浩輔、山本俊輔、岩﨑慎治、平林英樹、楠原洋之、永田哲也、横田隆徳、西川元也
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第7回年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Elucidation of how the structural properties of DNA hydrogel-constituting DNA units influence the function of the hydrogel2022

    • 著者名/発表者名
      Jian Jin, Kosuke Kusamori, Makiya Nishikawa
    • 学会等名
      9th International Postgraduate Conference on Pharmaceutical Sciences 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リガンド修飾とナノ構造化による核酸医薬品の体内動態制御2022

    • 著者名/発表者名
      西川元也
    • 学会等名
      日本薬剤学会第37年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スギ花粉抗原Cryj1内包免疫賦活化DNAハイドロゲルを用いた花粉症に対する有効性の高い皮内免疫療法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      谷藤拓未、西村萌伽、草森浩輔、西川元也
    • 学会等名
      日本薬剤学会第37年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAハイドロゲルの免疫アジュバント・投与部位滞留性最適化のためのゲル構成ユニットの構造活性相関2022

    • 著者名/発表者名
      金 健、草森浩輔、西川元也
    • 学会等名
      日本薬剤学会第37年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA-based nanosystems for the targeted and controlled delivery of immunostimulatory agents and antigens2022

    • 著者名/発表者名
      Makiya Nishikawa
    • 学会等名
      4th International Conference on Pharma Research & Development
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タンパク結合を利用した核酸医薬品の標的指向化2022

    • 著者名/発表者名
      西川元也、草森浩輔
    • 学会等名
      東京理科大学研究推進機構総合研究院(RIST)核酸創薬研究部門第5回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グアニン四重鎖をコアとする多足型DNAナノ構造体の構築2021

    • 著者名/発表者名
      庄司有輝、長岡 誠、遠藤政幸、杉山 弘、佐藤一樹、和田 猛、草森浩輔、西川元也
    • 学会等名
      第65回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] リンパ節の免疫細胞標的化を目的としたステアリン酸修飾多足型DNAナノ構造体の開発2021

    • 著者名/発表者名
      長岡 誠、廖 文卿、草森浩輔、西川元也
    • 学会等名
      第37回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 東京理科大学薬学部 生物薬剤学 | Nishikawa Lab.

    • URL

      https://www.rs.tus.ac.jp/nishikawa_lab/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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