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組織選択的に核酸送達可能な高分子ー脂質ハイブリッドナノ粒子の戦略的創出

研究課題

研究課題/領域番号 22K19907
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

磯野 拓也  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70740075)

研究分担者 原島 秀吉  北海道大学, 薬学研究院, 教授 (00183567)
佐藤 悠介  北海道大学, 薬学研究院, 助教 (10735624)
佐藤 敏文  北海道大学, 工学研究院, 教授 (80291235)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード核酸医薬 / ドラッグデリバリーシステム / 精密重合 / 開環交互共重合 / 脂質ナノ粒子 / 高分子ナノ粒子
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は「組織選択的に核酸送達可能なナノキャリアの創出」に要約される。核酸医薬は、従来医薬品では狙えなかった疾患に対して治療の道を拓く第三の医薬品として注目されている。しかし、狙った組織へ選択的に核酸を送り届け、治療効果を発現できるナノキャリアの開発は立ち遅れており、核酸医薬の治療対象疾患の拡大を阻む最大の障壁となっている。本研究は、申請者らが独自に開発している核酸搭載高分子-脂質ハイブリッドナノ粒子に関する最新知見と配列制御重合技術をもとに、核酸医薬開発における最大の難問に挑戦するものである。

研究成果の概要

本研究では、構造的・物理化学的に多様なアミノ化ポリエステル(APE)を合成し、それをベースとした高分子-脂質ハイブリッドナノ粒子(PLNP)のスクリーニングを通じて臓器選択的に核酸送達可能なキャリア創出を目指した。具体的には、アミノアルコールを開始剤に用いたカプロラクトン誘導体の開環重合によりAPEを得た。開始剤、モノマー、重合度を変数とし、合計100種類以上からなるライブラリを構築した。そのうち、いくつかのAPEを構成成分としたPLNPは肺や脾臓に対して選択性を示した。また、グリシジルアミンと環状酸無水物の開環交互共重合を検討し、新たなAPEライブラリの構築手法としての可能性を探索した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

狙った組織への選択的な核酸デリバリーの実現は、DDS分野における大きな課題である。各臓器・組織を狙い撃ちできる優れたキャリアをひとたび得ることが出来れば、内包する核酸の選択次第で従来治療が困難であった遺伝子疾患、がん、ウイルス感染症など多岐にわたる疾病に対する治療法確立に直結する。また、組織選択性を極限まで高めることは副作用を低減するだけでなく、高価な核酸の投与量を減らすことに繋がり、安全かつ安価な核酸医薬を患者へ提供できる。このように本研究で提案したキャリア創出の方法論は将来的に、核酸医薬の実用化と治療対象疾患の拡大に貢献するものと期待される。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Harnessing Topology and Stereochemistry of Glycidylamine‐Derived Lipid Nanoparticles for in Vivo mRNA Delivery to Immune Cells in Spleen and Their Application for Cancer Vaccination2023

    • 著者名/発表者名
      Abd Elwakil Mahmoud M.、Suzuki Ryota、Khalifa Alaa M.、Elshami Rania M.、Isono Takuya、Elewa Yaser H.A.、Sato Yusuke、Nakamura Takashi、Satoh Toshifumi、Harashima Hideyoshi
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 33 号: 45 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1002/adfm.202303795

    • 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] One-Step Synthesis of Poly(amide ester)-Based Block Copolymers with Defined Phase Separation Behavior2023

    • 著者名/発表者名
      Gao Tianle、Li Feng、Suzuki Ryota、Li Huan、Yamamoto Takuya、Xia Xiaochao、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 56 号: 20 ページ: 8333-8343

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.3c01305

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alkali Metal Carboxylates: Simple, Efficient, and Industrial Relevant Catalysts for Controlled Polymer Synthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Li Feng、Suzuki Ryota、Gao Tianle、Xia Xiaochao、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 96 号: 9 ページ: 1003-1018

    • DOI

      10.1246/bcsj.20230149

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polyether/Polythioether Synthesis via Ring-Opening Polymerization of Epoxides and Episulfides Catalyzed by Alkali Metal Carboxylates2022

    • 著者名/発表者名
      Gao Tianle、Xia Xiaochao、Tajima Kenji、Yamamoto Takuya、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 55 号: 21 ページ: 9373-9383

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.2c00656

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of hyperbranched polyesters via the ring-opening alternating copolymerisation of epoxides with a cyclic anhydride having a carboxyl group2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Ryota、Xia Xiaochao、Gao Tianle、Yamamoto Takuya、Tajima Kenji、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 13 号: 38 ページ: 5469-5477

    • DOI

      10.1039/d2py00571a

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] カルボキシ基含有環状酸無水物とエポキシドの開環交互共重合による多分岐ポリエステルの合成2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木涼太、夏小超、高添楽、山本拓矢、田島健次、Li Feng、磯野拓也、佐藤敏文
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 有機触媒を用いた環状酸無水物とオキセタンの開環交互共重合によるポリエステルの合成2023

    • 著者名/発表者名
      太田伊代香、鈴木涼太、夏小超、高添楽、Li Feng、磯野拓也、佐藤敏文
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 有機塩基触媒を用いた環状酸無水物とオキセタンの開環交互共重合系の確立2023

    • 著者名/発表者名
      太田伊代香、鈴木涼太、Gao Tianle、Xia Xiaochao、Li Feng、磯野拓也、佐藤敏文
    • 学会等名
      2023年度 北海道高分子若手研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Hyperbranched Polyester Synthesis by Ring-opening Alternating Copolymerization of Trimellitic Anhydride with Epoxides2023

    • 著者名/発表者名
      Ryota Suzuki, Xiaochao Xia, Tianle Gao, Takuya Yamamoto, Kenji Tajima, Feng Li, Takuya Isono, Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      IPC2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Switchable Polymerization: from Complex Monomer Mixtures to Poly(ester amide)-based block copolymers2023

    • 著者名/発表者名
      Tianle Gao, Xiaochao Xia, Feng Li, Takuya Isono, Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      IPC2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二元系有機触媒を用いた環状エーテル、アジリジン、環状酸無水物の開環共重合における配列制御2023

    • 著者名/発表者名
      Gao Tianle、Li Feng、磯野 拓也、山本 拓矢、田島 健次、佐藤 敏文
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オキセタンと環状酸無水物の開環交互共重合を駆使したセルフスイッチ重合2023

    • 著者名/発表者名
      太田伊代香、鈴木涼太、Gao Tianle、Xia Xiaochao、Li Feng、磯野拓也、佐藤敏文
    • 学会等名
      CSJ化学フェスタ2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] アミノ化ポリ(ε-カプロラクトン)誘導体をベースとした脂質ナノ粒子による肺・脾臓選択的 mRNA デリバリー2022

    • 著者名/発表者名
      水上湧太、Mahmoud M. Abd Elwakil、佐藤悠介、磯野拓也、山本拓矢、田島健次、原島秀吉、佐藤敏文
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 側鎖の構造や置換位置の異なるポリ(ε-カプロラクトン) 誘導体の合成と核酸デリバリー材料への応用2022

    • 著者名/発表者名
      水上湧太、Mahmoud M. Abd Elwakil、佐藤悠介、磯野拓也、山本拓矢、田島健次、原島秀吉、佐藤敏文
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリ(ε-カプロラクトン) 誘導体を構成成分とする mRNA 搭載脂質ナノ粒子の in vivo デリバリー2022

    • 著者名/発表者名
      水上湧太、Mahmoud M. Abd Elwakil、佐藤悠介、磯野拓也、山本拓矢、田島健次、原島秀吉、佐藤敏文
    • 学会等名
      第51回医用高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリ(ε-カプロラクトン) 誘導体を構成成分とする脂質ナノ粒子による肺・脾臓選択的mRNAデリバリー2022

    • 著者名/発表者名
      水上湧太、Mahmoud M. Abd Elwakil、佐藤悠介、磯野拓也、山本拓矢、田島健次、原島秀吉、佐藤敏文
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2022年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々の側鎖構造を有するアミノ化ポリ(ε-カプロラクトン) 誘導体の合成と核酸デリバリー材料への応用2022

    • 著者名/発表者名
      水上湧太、Mahmoud M. Abd Elwakil、佐藤悠介、磯野拓也、山本拓矢、田島健次、原島秀吉、佐藤敏文
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2022年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 高分子化学研究室

    • URL

      http://poly-ac.eng.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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