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間葉系幹細胞エクソソームと脳血管標的化リポソーム融合によるBBB突破と脳梗塞治療

研究課題

研究課題/領域番号 21K18065
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関和歌山県立医科大学

研究代表者

福田 達也  和歌山県立医科大学, 薬学部, 講師 (90805160)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード細胞外小胞 / エクソソーム / リポソーム / DDS / 脂質膜融合 / 高圧乳化処理 / マイクロフルイダイザー / がん / ホスファチジルセリン / カルシウム融合 / 間葉系幹細胞 / 血液脳関門 / 脳血管標的化 / 脳梗塞
研究開始時の研究の概要

本研究は、脳梗塞部位の血液脳関門(BBB)に対する標的化リポソームと、BBB透過能を有する間葉系幹細胞由来エクソソーム(MSC-Exo)、2種の機能性ナノ粒子を融合させ、リポソームとExoの機能を併せ持ち、脳梗塞部位のBBBを能動的に突破可能な革新的ナノDDSの開発を目的とする。その達成のため、MSC-Exoを用いた新規ナノDDSの構築と最適化、そしてin vitroおよびラット脳梗塞モデルを用いたin vivoにおける脳血管透過の検証、脳梗塞治療実験を行う。

研究成果の概要

脳梗塞のような中枢疾患の治療においては、脳への薬物移行の障壁となる血液脳関門(BBB)の突破が必要である。本研究では、BBB透過能を有する種類が報告されている細胞外小胞エクソソーム(Exo)に着目し、Exoの脂質膜組成を利用した脂質ナノ粒子リポソームとの融合法の確立に着手した。そして、構築した融合ナノ粒子が、がん細胞や脳血管内皮細胞に高い取り込みを示すことを明らかとした。また、Exoへの機能性脂質・低分子薬物の搭載において、超高圧ホモジナイザーを用いた高圧乳化処理が有用であることを示し、皮下移植担がんマウスを用いた検討から、in vivoでの疾患治療に適用可能であることが見出された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞外小胞エクソソーム(Exo)は、BBB透過性を有するなどの利点から、薬物送達システム(DDS)への利用が期待されており、リポソーム等のナノ粒子へのExo様機能の付与やExoへの簡便な機能性分子の修飾や高効率薬物封入の実現は、Exoを用いたDDS製剤の開発研究を加速化する新たな技術となる点で学術的意義がある。また、中枢疾患は未だアンメットメディカルニーズが多いが、本研究のさらなる発展は、中枢創薬に資する新たなDDS技術の開発に貢献できる可能性がある点で、社会的意義があると言える。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] One-Step Pharmaceutical Preparation of PEG-Modified Exosomes Encapsulating Anti-Cancer Drugs by a High-Pressure Homogenization Technique2023

    • 著者名/発表者名
      Fukuta Tatsuya、Ikeda-Imafuku Mayumi、Kodama Satoshi、Kuse Junko、Matsui Ko、Iwao Yasunori
    • 雑誌名

      Pharmaceuticals

      巻: 16 号: 1 ページ: 108-108

    • DOI

      10.3390/ph16010108

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Edaravone Ionic Liquids and Their Application for the Treatment of Cerebral Ischemia/Reperfusion Injury2023

    • 著者名/発表者名
      Fukuta Tatsuya、Ikeda-Imafuku Mayumi、Iwao Yasunori
    • 雑誌名

      Molecular Pharmaceutics

      巻: -- 号: 6 ページ: 3115-3126

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.3c00103

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biomimetic Nanoparticle Drug Delivery Systems to Overcome Biological Barriers for Therapeutic Applications2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuta Tatsuya、Kogure Kentaro
    • 雑誌名

      CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

      巻: 70 号: 5 ページ: 334-340

    • DOI

      10.1248/cpb.c21-00961

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • 年月日
      2022-05-01
    • 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
  • [雑誌論文] Application and Utility of Liposomal Neuroprotective Agents and Biomimetic Nanoparticles for the Treatment of Ischemic Stroke2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuta Tatsuya、Oku Naoto、Kogure Kentaro
    • 雑誌名

      Pharmaceutics

      巻: 14 号: 2 ページ: 361-361

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics14020361

    • 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
  • [雑誌論文] Enhancement of cerebroprotective effects of lipid nanoparticles encapsulating FK506 on cerebral ischemia/reperfusion injury by particle size regulation2022

    • 著者名/発表者名
      Yoneda Shintaro、Fukuta Tatsuya、Ozono Mizune、Kogure Kentaro
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 611 ページ: 53-59

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.04.080

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体膜模倣微粒子を用いた新規脳梗塞治療法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      Fukuta Tatsuya
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 141 号: 9 ページ: 1071-1078

    • DOI

      10.1248/yakushi.21-00114

    • NAID

      130008081764

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • 年月日
      2021-09-01
    • 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
  • [雑誌論文] 脳梗塞部位の血管内皮層突破を目指した生体膜模倣微粒子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      福田達也
    • 雑誌名

      膜(MEMBRANE)

      巻: 46(5) ページ: 306-311

    • NAID

      130008101260

    • 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] 高圧乳化処理を用いた一製剤工程によるPEG修飾抗がん剤封入エクソソームの調製とがん治療への応用2023

    • 著者名/発表者名
      福田達也, 池田真由美, 兒玉智史, 松井 航, 長谷川浩司, 岩尾康範
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development of a novel DDS carrier having targetability to specific tissues by membrane fusion of exosome and liposome2023

    • 著者名/発表者名
      Hiramachi A, Fukuta T, Ozono M, Kogure K
    • 学会等名
      13th International Congress on Membranes and Membrane Processes
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Antibody modification of exosome-based nanoparticles using improved Protein A to provide targeting ability2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashita S, Hiramachi A, Fukuta T, Ozono M, Majima E, Kogure K
    • 学会等名
      13th International Congress on Membranes and Membrane Processes
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FK506封入脂質ナノ粒子の粒子径制御による脳虚血/再灌流障害に対する治療効果の向上2022

    • 著者名/発表者名
      米田晋太朗、福田達也、大園瑞音、小暮健太朗
    • 学会等名
      日本薬剤学会第37年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 改変型Protein Aを用いた抗体修飾によるエクソソーム基盤ナノ粒子への標的化能の付与2022

    • 著者名/発表者名
      山下祥花, 平町愛美, 福田達也, 大園瑞音, 真島英司, 小暮健太朗
    • 学会等名
      日本膜学会第44年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] エクソソームとリポソームのキメラナノ粒子構築と脳血管内皮細胞取り込みの検討2022

    • 著者名/発表者名
      平町愛美, 福田達也, 大園瑞音, 小暮健太朗
    • 学会等名
      膜シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞外小胞Exosomeの皮内送達による皮膚炎症抑制の検討2022

    • 著者名/発表者名
      金山鈴華, 福田達也, 大園瑞音, 小暮健太朗
    • 学会等名
      膜シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 生体バリアの突破を目指した生体膜模倣DDSの開発2021

    • 著者名/発表者名
      福田達也, 小暮健太朗
    • 学会等名
      日本薬剤学会第36年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳梗塞部位の血管内皮層突破を目指した生体膜模倣微粒子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      福田達也
    • 学会等名
      日本膜学会第43年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 白血球・細胞外小胞の特性を模倣した生体膜模倣微粒子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      福田達也
    • 学会等名
      第28回日本血液代替物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳虚血/再灌流障害の治療を目指した粒子径制御リポソーム化FK506の構築2021

    • 著者名/発表者名
      米田晋太朗, 福田達也, 小暮健太朗.
    • 学会等名
      日本薬剤学会第36年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒子径制御FK506内封脂質ナノ粒子の構築と脳梗塞部位への送達効率の向上2021

    • 著者名/発表者名
      米田晋太朗, 福田達也, 大園瑞音, 小暮健太朗.
    • 学会等名
      第60回日本薬学会中国四国支部学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] エクソソームとリポソームの膜融合による組織指向性を有する新規DDSキャリアの構築2021

    • 著者名/発表者名
      平町愛美, 西川明菜, 福田達也, 小暮健太朗, 大園瑞音
    • 学会等名
      膜シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 改変型Protein Aを用いた抗体修飾によるエクソソームへの標的化能の付与2021

    • 著者名/発表者名
      山下祥花, 福田達也, 大園瑞音, 小暮健太朗
    • 学会等名
      膜シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト骨髄由来間葉系幹細胞Exosome の皮内送達による皮膚炎症抑制の試み2021

    • 著者名/発表者名
      金山鈴華, 福田達也, 大園瑞音, 小暮健太朗
    • 学会等名
      膜シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 和歌山県立医科大学薬学部薬剤学研究室

    • URL

      https://www.wmu-yakuzai.com/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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