| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H04556
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 大阪公立大学 |
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研究代表者 |
児島 千恵 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50405346)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 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)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | デンドリマー / 水和 / ドラッグデリバリーシステム / 刺激応答性 / 生体適合性 / ドラッグデリバリー / 温度応答性 / ポリエチレングリコール |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、材料の水和状態と細胞との相互作用との関連が明らかとなってきた。ドラッグデリバリーシステム（DDS）で使われるナノキャリアは、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必要がある。本研究ではデンドリマーと呼ばれるナノ粒子の表面を適切に加工して水和状態を制御することで、そのDDSナノキャリアの性能との相関関係を明らかにする。以上の研究を通じて、水和状態に着目したDDSナノキャリアの新たな設計指針の構築を目指す。
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| 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。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。
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。また、XRD測定も行って、PEGとPEG修飾デンドリマーとの比較も行った。さらに、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、抗PEG抗体の産生量について検討し、構造と機能との相関を明らかにした。
一方、温度応答性デンドリマーについては、温度・pH応答性を示すフェニルアラニンを修飾したアニオン性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、Pheの結合数によって、温度・pH応答性やT細胞への取り込み能が変化することを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究計画通りに研究を遂行することができ、成果を学会や論文として発表できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
PEG修飾デンドリマーおよび温度応答性デンドリマーの水和挙動とそれぞれの機能との相関について、以下の通りに明らかにすることを目指す。
１）PEG修飾デンドリマーに関する研究について：PEG鎖長、PEG結合数、デンドリマー世代数が異なる様々なPEG修飾デンドリマーを網羅的に合成し、これらの粒径や表面電荷を動的光散乱法（DLS）で調べる。領域内の先生方との共同研究によって様々な含水率で示査走査熱量測定（DSC測定）や赤外分光法などによって水の結晶状態や中間水の状態について詳細な解析を行う。
２）温度応答性デンドリマーに関する研究について：温度応答性デンドリマーには加温によって白濁するLCST型、冷却によって白濁するUCST型など様々な種類がある。PEG修飾デンドリマーでの知見を参考にして、温度応答性デンドリマーの水和状態と機能との相関を得るとともに、新たな機能・用途の開拓を行う。
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