機能性高分子-siRNA結合体の創製とsiRNAデリバリーへの応用

• 研究課題/領域番号: 22700489
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 宮田 完二郎 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (50436523)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: siRNA デリバリー / バイオコンジュゲート材料 / siRNA / ドラッグデリバリー / 機能性高分子 / ポリイオンコンプレックス

研究概要

本研究では、核酸医薬(siRNA)を細胞質へと効率良く導入するための方法論として、「siRNA」と「エンドソーム膜傷害性を有する高分子」が酸性環境に応答して開裂する結合で〓がれたコンジュゲート体を開発した。結果として、siRNAに優れた血中安定性を与えると共に、培養細胞に対する高効率なsiRNA送達(配列依存的な遺伝子発現の抑制)を達成した。

研究成果

• [雑誌論文] Acidic pH-Responsive siRNA Conjugate for Reversible Carrier Stability and Accelerated Endosoraal Escape with Reduced IFNα -Associated Immune Response (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Takemoto, Kanjiro Miyata, Shota Hattori, Takehiko Ishii, Toraoya Suma, Satoshi Uchida, Nobuhiro Nishiyama and Kazunori Kataoka
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 52 号: 24 ページ: 6218-6221
  • DOI: 10.1002/anie.201300178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silica nanogelling of environment-responsive PEGylated polyplexes for enhanced stability and intracellular delivery of siRNA (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Gouda, K. Miyata
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 34 号: 2 ページ: 562-570
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2012.09.077
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微小な化学構造の違いに基づき低毒性/高効率核酸送達を実現する高分子ナノ材料設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮田完二郎
  • 雑誌名: バイオマテリアル-生体材料- 巻: 31 ページ: 26-34
• [雑誌論文] A phenylboronate-functionalized polyion complex micelle for ATP-triggered release of siRNA (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Naito, K. Miyata
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 51 号: 43 ページ: 10751-10755
  • DOI: 10.1002/anie.201203360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Smart multilayered assembly for biocompatible siRNA delivery featuring dissolvable silica, endosome-disrupting polycation, and detachable PEG (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Suma, K. Miyata
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 6 号: 8 ページ: 6693-6705
  • DOI: 10.1021/nn301164a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accelerated Polymer-Polymer Click Conjugation by Freeze-Thaw Treatment (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Takeraoto, Kanjiro Miyata, Shota Hattori, Shigehito Osawa, Nobuhiro Nishiyama, Kazunori Kataoka
  • 雑誌名: Bioconjugate Chemsitry 巻: 23 号: 8 ページ: 1503-1506
  • DOI: 10.1021/bc300182y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pancreatic cancer therapy by systemic administration of VEGF siRNA contained in calcium phosphate/charge-conversional polymer hybrid nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Pittella, K. Miyata
  • 雑誌名: J. Control.Release 巻: 161 号: 3 ページ: 868-874
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2012.05.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted polymeric micelles for siRNA treatment of experimental cancer by intravenous injection (2012)
  • 著者名/発表者名: R. J. Christie, Y. Matsumoto, K. Miyata, T. Nomoto, S. Fukushima, K. Osada, J. Halnaut, F. Pittella, H. -J. Kim, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 6(6) 号: 6 ページ: 5174-5189
  • DOI: 10.1021/nn300942b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced stability and gene silencing ability of siRNA-loaded polyion complexes formulated from polyaspartamide derivatives with a repetitive array of amino groups in the side chain (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Suma, N.Nishiyama, et al
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 33 号: 9 ページ: 2770-2779
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2011.12.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational design of smart supramolecular assemblies for gene delivery : Chemical challenges in the creation of artificial viruses (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: Chem. Soc. Rev 巻: 41(7) 号: 7 ページ: 2562-2574
  • DOI: 10.1039/c1cs15258k
  • 査読あり
• [雑誌論文] PEG-detachable cationic polyaspartamide detivatives bearing stearoyl moieties for systemic siRNA delivery toward subcutaneous BxPC3 pancreatic tumor (2011)
  • 著者名/発表者名: H.-J.Kim, N.Nishiyama, et al
  • 雑誌名: J.Drug Target. 巻: 20 号: 1 ページ: 33-42
  • DOI: 10.3109/1061186x.2011.632010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Odd-even effect of repeating aminoethylene units in the side chain of N-substituted polyaspartamides on gene transfection profiles (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Uchida, N.Nishiyama, et al
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 巻: 133 号: 39 ページ: 15524-15532
  • DOI: 10.1021/ja204466y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of polymer structure on micelles formed between siRNA and cationic block copolymer Comprising thiols and amidines (2011)
  • 著者名/発表者名: R. J. Christie, K. Miyata, Y. Matsumoto, T. Nomoto, D. Menasco, T.-C. Lai, M. Pennisi, K. Osada, S. Fukushima, N. Nishiyama, Y. Yamasaki, K. Kataoka
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 12(9) 号: 9 ページ: 3174-3185
  • DOI: 10.1021/bm2006714
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced endosomal escape of siRNA-incorporating hybrid nanoparticles from calcium phosphate and PEG-block charge-conversional polymer for efficient gene knockdown with negligible cytotoxicity (2011)
  • 著者名/発表者名: F. Pittella, M. Zhang, Y. Lee, H.-J. Kim, T. Tockary, K. Osada, T. Ishii, K. Miyata, N. Nishiyama
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 32(11) 号: 11 ページ: 3106-3114
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2010.12.057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymeric micelles for nano-scale drugdelivery (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata, R. J. Christie, K. Kataoka
  • 雑誌名: React. Funct. Polym 巻: 71 号: 3 ページ: 227-234
  • DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2010.10.009
• [雑誌論文] siRNA-grafted polymer for polyion complex(PIC)-based siRNA delivery : Enhancement of PIC stability and gene silencing efficiency (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Takemoto, A. Ishii, K. Miyata, M. Nakanishi, M. Oba, T. Ishii, Y. Yamasaki, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 31(31) 号: 31 ページ: 8097-8105
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2010.07.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Introduction of stearoyl moieties into a biocompatible cationic polyaspartamide derivative, PAsp(DET), with endosomal escaping function for enhanced siRNA-mediated gene knockdown (2010)
  • 著者名/発表者名: H.-J. Kim, A. Ishii, K. Miyata, Y. Lee, S. Wu, M. Oba, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 145(2) 号: 2 ページ: 141-148
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2010.03.019
  • 査読あり
• [学会発表] siRNA-conjugated charge-conversional polymer as a smart material for siRNA delivery (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Takemoto, K. Miyata
  • 学会等名: 16th International Symposium on Recent Advances in Drug Delivery Systems
  • 発表場所: シェラトンソルトレイクシティ(ユタ, 米国)
• [学会発表] siRNA-conjugated charge-conversional polymer as a smart material for siRNA delivery (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Takemoto, Kanjiro Miyata, et al
  • 学会等名: 16th International Symposium on Recent Advances in Drug Delivery Systems
  • 発表場所: シェラトンソルトレイクシティ、ユタ州、アメリカ合衆国
• [学会発表] 微小な化学構造の違いに基づいて低毒性/高効率核酸送達を実現する高分子ナノ材料設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮田完二郎
  • 学会等名: 2012年度日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県)
  • 年月日: 2012-11-26
• [学会発表] Fine-tuning of polycationic nanomaterials for enhanced nucleic acid delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata
  • 学会等名: 6th Annual Symposium on Nanobiotechnology Kyoto Cell-Material Integration
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館(京都府)
  • 年月日: 2012-11-07
• [学会発表] Design of functional polymeric nanomaterials for nucleic acid delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata
  • 学会等名: Oligonucleotide Delivery
  • 発表場所: ヘルンシュタイン城(ヘルンシュタイン, オーストリア)
  • 年月日: 2012-10-09
• [学会発表] Smart multilayered polymer/silica assemblies for enhanced siRNA delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata
  • 学会等名: IUMRS-ICEM2012
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] Self-assembled nanostructures of block copolymers as smart vehicles for gene and siRNA delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata
  • 学会等名: ISACS9
  • 発表場所: アモイ大学(アモイ、中国)
  • 年月日: 2012-09-03
• [学会発表] Smart multilayered polymer/silica assemblies for siRNA delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata
  • 学会等名: NanoBio Seattle
  • 発表場所: ベルハーバーインターナショナルコンベンションセンター(ワシントン州、米国)
  • 年月日: 2012-07-24
• [学会発表] 核酸デリバリーを指向したカチオン性ポリアミノ酸構造の精密設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮田完二郎
  • 学会等名: 第28回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • 年月日: 2012-07-04
• [学会発表] siRNAデリバリー用カチオン性ポリアミノ酸設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮田完二郎
  • 学会等名: 第61回高分子年次大会
  • 発表場所: パシィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] Development of cationic poly(amino acid)s for preparation of polyion complexes with nucleic acids for efficient gene and siRNA delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata
  • 学会等名: ACS Spring 2012 National Meeting & Exposition
  • 発表場所: サンディエゴコンベンションセンター(カリフォルニア州、米国)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] siRNA-grafted Polymer for Efficient siRNA Delivery System (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Takemoto, K.Miyata, et al
  • 学会等名: 243rd American Chemical Society National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Manchester Grand Hyatt(米国カリフォルニア州)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Enhanced siRNA-polymer click conjugation after gradual freeze-thawing (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Takemoto, K. Miyata
  • 学会等名: The 9th SPSJ International Polymer Conference (IPC2012)
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
• [学会発表] Enhanced siRNA-polymer click conjugation after gradual freeze-thawing (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Takemoto, Kanjiro Miyata, et al
  • 学会等名: The 9th SPSJ International Polymer Conference (IPC2012)
  • 発表場所: 神戸国際会議場、兵庫県、日本
• [学会発表] 微小な化学構造の違いに基づいて低毒性/高効率核酸送達を実現する高分子ナノ材料設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮田完二郎
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会大会シンポジウム2012
  • 発表場所: 仙台国際会議場、宮城県、日本
  • 招待講演
• [学会発表] Fine-tuning of polycationic nanomaterials for enhanced nucleic acid delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanjiro Miyata, et al
  • 学会等名: 6th Annual Symposium on Nanobiotechnology Kyoto Cell-Material Integration 2012
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館、京都府、日本
  • 招待講演
• [学会発表] Design of functional polymeric nanomaterials for nucleic acid delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanjiro Miyata, et al
  • 学会等名: Oligonucleotide Delivery: Biology, Engineering and Development
  • 発表場所: ヘルンシュタイン城、オーストリア
  • 招待講演
• [学会発表] 安全かつ高効率な核酸デリバリーに向けたカチオン性ポリアミノ酸設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田完二郎
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜情報文化センター(神奈川県)
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Design of polymeric nanocarrier for siRNA delivery (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata
  • 学会等名: France-Japan Workshop-The Nanotech Revolution from Science to Society: A Time for Passion and A Time for Reason
  • 発表場所: ENS Cachan(パリ、仏国)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Design of Polymeric Nanocarrier for siRNA Delivery (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Miyata, et al
  • 学会等名: France-Japan Workshop -The Nanotech Revolution from Science to Society-
  • 発表場所: ENS Cahan(仏国パリ)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] ポリイオンコンプレックス型核酸デリバリーシステム構築に向けたカチオン性ポリアミノ酸構造の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田完二郎
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山県)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] siRNAグラフト共重合体を基盤とするPIC型スマートキャリアの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武元宏泰、宮田完二郎, 他
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山県)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Efficient siRNA Delivery Using siRNA-grafted Polymer-based Polyion Complexes (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Takemoto, K.Miyata, et al
  • 学会等名: 38th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society
  • 発表場所: Gaylord National Hotel (米国メリーランド州)
  • 年月日: 2011-08-01
• [学会発表] シリカ被覆型核酸デリバリーキャリアの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田完二郎
  • 学会等名: 第27回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 東大本郷キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2011-06-10
• [学会発表] siRNA-grafted polymer for polyion complex(PIC)-based siRNA delivery (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Takemoto, K.Miyata, et al
  • 学会等名: ICBS2011
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城県つくば市)
• [学会発表] 有機無機ハイブリッド型核酸デリバリーキャリアの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田完二郎
  • 学会等名: 第19回ポリマー材料フォーラム
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] siRNA・ポリアスパラギン酸グラフト共重合体を基盤とするPIC型siRNAデリバリー (2010)
  • 著者名/発表者名: 武元宏泰、宮田完二郎, 他
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学高等教育機能開発総合センター(北海道札幌市)
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] Development of advanced polymer-based nanodevices for siRNA delivery (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Miyata, et al
  • 学会等名: 240th ACS National Meeting
  • 発表場所: ボストンコンベンションセンター(米国マサチューセッツ州)
  • 年月日: 2010-08-24
• [学会発表] 高分子を基盤とする遺伝子キャリアのシリカコーティングとその機能評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田完二郎
  • 学会等名: 第26回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター(大阪府)
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] 低毒性かつ高効率な遺伝子導入を可能とする高分子キャリアシステムの設計. (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮田完二郎
  • 学会等名: 第59回高分子年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2010-05-27
• [図書] ここまで広がるドラッグ徐放技術の最前線-古くて新しいドラッグデリバリーシステム(DDS)- (2013)
  • 著者名/発表者名: 武元宏泰、宮田完二郎
  • 総ページ数: 376
  • 出版者: メディカルドゥ
• [備考]
  • URL: http://www.bmw.t.u-tokyo.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.cdbim.m.u-tokyo.ac.jp/research/04.php
• [備考] 東京大学 片岡研究室ホームページ
  • URL: http://www.bmw.t.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 東京大学 大学院医学系研究科 疾患生命工学センター 臨床医工学部門ホームページ
  • URL: http://www.cdbim.m.u-tokyo.ac.jp/research/04.php
• [備考]
  • URL: http://first-pg.jp/images/stories/30/09/NewsLetterVol2_j.pdf
• [備考] 所属研究室のURL
  • URL: http://www.bmw.t.u-tokyo.ac.jp/
• [産業財産権] アニオン性ポリマー,ニオン性ポリマーを用いたポリイオンコンプレックスおよび三元系ポリマー複合体,ならびに薬学組成物 (2010)
  • 発明者名: 片岡一則,井篤史,武元宏泰,中西政崇,西山伸宏,田完二郎
  • 権利者名: 東京大学
  • 出願年月日: 2010-07-23