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血中滞留性・温度応答性を示すデンドリマーの水和挙動と機能との相関

公募研究

研究領域水圏機能材料:環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成
研究課題/領域番号 20H05232
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪府立大学

研究代表者

児島 千恵  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50405346)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード水和 / ドラッグデリバリー / デンドリマー / 温度応答性 / ポリエチレングリコール
研究開始時の研究の概要

がん組織へのドラッグデリバリーシステム(DDS)の開発は重要である。DDSのナノキャリアは、水中で、標的以外の細胞とは相互作用せず、標的細胞とは相互作用するという、相反する機能を兼ね備えることが求められる。近年、水和状態と細胞との相互作用との関連が明らかになりつつある。DDSナノキャリアの水和状態は、非特異吸着の抑制・標的細胞との相互作用の制御において重要な因子であり、血中滞留性や細胞接着能と強い相関関係があると考えられる。本研究では、申請者がこれまで研究してきたナノキャリアと細胞との相互作用の学理を理解するため、その水和挙動と機能との相関を明らかにする。

研究実績の概要

DDSのナノキャリアは、水中で、標的以外の細胞とは相互作用せず、標的細胞とは相互作用するという、相反する機能を兼ね備えることが求められる。申請者は血中滞留性を示すポリエチレングリコール(PEG)修飾デンドリマーと加温によって細胞との相互作用を変化することができる温度応答性デンドリマーを合成し、DDS材料として利用してきた。近年、水和状態と細胞との相互作用との関連が明らかになりつつある。そこで、本研究では、PEG修飾デンドリマーと温度応答性デンドリマーをDDSナノキャリアのモデルとして用い、これらの水和挙動とそれぞれの機能との相関について、明らかにすることを目指す。
PEG修飾デンドリマーについて、今年度は、様々なPEG修飾デンドリマーを合成し、様々な含水率で示査走査熱量測定(DSC測定)や赤外分光測定を行い、水和挙動を調べた。デンドリマーの末端へのPEG量によって水和状態が変化することが分かった。また、PEG鎖長、世代数の異なる様々なPEG修飾デンドリマーを合成し、水和状態や体内動態について検討を行った。
一方、温度応答性デンドリマーについては、様々な温度応答性ナノ粒子を作製し、水圏での機能開拓を行った。そして、pH・温度応答性を示すフェニルアラニンを修飾したカルボキシ末端デンドリマーを用いると、従来デリバリーが難しかったT細胞の内部にデリバリーできることを示した。また、デンドリマー内部に光応答性の金ナノ粒子を担持させることで、pH・温度の二重刺激に応答する比色センサーを作製することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Carboxy-terminal dendrimers with phenylalanine for a pH-sensitive delivery system into immune cells including T cells2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Shiba, Misaki Nishio, Mei Sawada, Mamiko Tamaki, Masataka Michigami, Shinya Nakai, Ikuhiko Nakase, Ikuo Fujii, Akikazu Matsumoto, Chie Kojima
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 10 号: 14 ページ: 2463-2470

    • DOI

      10.1039/d1tb01980e

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A naked-eye colorimetric pH and temperature sensor based on gold nanoparticle-loaded stimuli-sensitive dendrimers2022

    • 著者名/発表者名
      C. Kojima, H. Xia, Y. Yamamoto, H. Shiigi
    • 雑誌名

      ChemNanoMat

      巻: 8 号: 3 ページ: 20210044-20210044

    • DOI

      10.1002/cnma.202100442

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Different hydration states and passive tumor targeting ability of polyethylene glycol-modified dendrimers with high and low PEG density2021

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto Ayako、Uehara Hiroki、Yoshida Haruna、Nishio Misaki、Furuta Kousuke、Inui Takashi、Matsumoto Akikazu、Morita Shigeaki、Tanaka Masaru、Kojima Chie
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: C

      巻: - ページ: 112159-112159

    • DOI

      10.1016/j.msec.2021.112159

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] フェニルアラニンを有するカルボキシル基末端デンドリマーを用いたT細胞へのpH応答性デリバリーシステム2021

    • 著者名/発表者名
      司馬寛也、西尾美咲、道上雅孝、藤井郁雄、松本章一、児島千恵
    • 学会等名
      第43回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] In vivo Behaviors of Differently Hydrated PEGylated Dendrimers2021

    • 著者名/発表者名
      C. Kojima, A. Tsujimoto, J. Yao, S. Morita, M. Tanaka, A. Matsumoto
    • 学会等名
      The 8th Asian Biomaterials Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Delivery into T Cells Using Anionic Terminal Dendrimers with Hydrophobic Amino Acids2021

    • 著者名/発表者名
      H. Shiba, M. Nishio, T. Hirose, A. Matsumoto, C. Kojima
    • 学会等名
      MRM2021 Materials Research Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カルボキシ末端フェニルアラニン修飾デンドリマーのT細胞への取り込み2021

    • 著者名/発表者名
      澤田芽依、西尾美咲、中瀬生彦、道上雅孝、藤井郁雄、松本章一、児島千恵
    • 学会等名
      第9回大阪府立大学バイオ・メディカル・フォーラム/第11回大阪市立大学「バイオインターフェース先端マテリアルの創生」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 血中滞留性・温度応答性を示すデンドリマーの水和挙動と機能との相関2021

    • 著者名/発表者名
      児島千恵
    • 学会等名
      水圏機能材料 第2回産学連携フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 疎水性カルボキシ末端基をもつデンドリマーによるリンパ節内T細胞へのデリバリー2021

    • 著者名/発表者名
      廣瀬知郁、西尾実咲、松本章一、児島千恵
    • 学会等名
      第37回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ポリエチレングリコール修飾デンドリマーの水和状態と体内動態2021

    • 著者名/発表者名
      児島千恵、辻本絢子、上原広貴、乾 隆、松本章一、田中 賢
    • 学会等名
      第50回医用高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)の水和状態および脱水和挙動の解析2021

    • 著者名/発表者名
      廣畑貴一,松本章一,児島千恵
    • 学会等名
      第67回高分子研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アニオン性末端のデンドリマーの表面改質によるリンパ節内のT細胞・がん細胞へのデリバリー2021

    • 著者名/発表者名
      児島千恵、西尾実咲、長井絢斗、松本章一
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] カルボキシ末端をもつフェニルアラニン修飾デンドリマーの刺激応答性と免疫細 胞への デリバリー2020

    • 著者名/発表者名
      児島千恵、玉木万美子、西尾実咲、西本豊、松本 章一
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 温度・pH 応答材料2020

    • 著者名/発表者名
      児島千恵
    • 学会等名
      水圏機能材料 第1回産学連携フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 刺激応答性高分子の開発動向(第2編第3章,多分岐ポリマーを用いた温度応答性高分子の合成)2021

    • 著者名/発表者名
      児島千恵(分担執筆)
    • 総ページ数
      315
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781316116
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 医薬品におけるDDS技術開発と製剤への応用(第5章第2節,医薬品DDSへの活用のためのデンドリマーの利点と課題)2021

    • 著者名/発表者名
      児島千恵(分担執筆)
    • 総ページ数
      401
    • 出版者
      情報機構
    • ISBN
      9784865022278
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 大阪府立大学大学院 工学研究科物質・化学系専攻 合成高分子化学研究グループホームページ

    • URL

      http://www.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka7/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] 児島千恵准教授の二重刺激応答性デンドリマーの研究がChemNanoMatの表紙に採用・掲載

    • URL

      https://www.osakafu-u.ac.jp/news/nws20220307/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 工学×理学 T細胞内部へのデリバリーに成功! ―デンドリマーを用いたpH応答性デリバリーシステム―

    • URL

      https://www.osakafu-u.ac.jp/press-release/pr20220126/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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