| 研究課題/領域番号 |
07559020
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| 応募区分 | 試験 |
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| 研究機関 | 東京女子医科大学 |
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研究代表者 |
桜井 靖久 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (20010027)
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| 研究分担者 |
菊池 明彦 東京女子医科大学, 医学部, 助手 (40266820)
青柳 隆夫 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (40277132)
岡野 光夫 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (00130237)
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| キーワード | フェニルボロン酸 / グルコース応答性 / ドラッグデリバリー / 人工膵島 / 生理的pH / 高分子コンプレックス |
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| 研究概要 |
血中のグルコース濃度に応答して適切にインスリンを投与することのできる人工膵島システムは糖尿病患者の効果的な治療方法としてその開発が緊急課題となっている。本研究はフェニルボロン酸が多価水酸基と特異的かつ可逆的な共有結合を形成することに着目し、血中の糖濃度に敏感に応答して必要量のインスリンを放出する新しい人工膵島システムの構築を目指す。本年は、生理的pH(7.4)においてグルコース濃度の検知と、インスリン放出制御を目的として、フェニルボロン酸含有ポリマーへのアミノ基の導入効果と、グルコース濃度変化に応答したインスリン放出を検討した。アミノ基とボロン酸基含量の比を変えたコポリマーゲルを調製し、伝導度滴定によりグリコースとコンプレックス形成するボロン酸含量を定量した。pH7.4でのフェニルボロン酸とグルコースとのコンプレックスはアミン含量に依存して増大した。つまり、アミノ基を導入することによってボロン酸とグルコースとのコンプレックス形成が安定化できることが示唆された。この結果を受けて、フェニルボロン酸ゲルにグルコンアミド化インスリンを結合させ、外部からのグルコース濃度の変化にともなって置換・放出されるインスリンの放出量変化を液体クロマトグラフィーシステムを用いて、pH7.4で解析した。放出インスリン量はグルコース濃度の増大に応答して大きくなった。さらに、パルス的にグルコース濃度が変化した場合グルコース濃度変化に追随してインスリン放出を制御でき、これは120時間以上継続できることがわかった。以上のように、アミノ基の導入により生理的pH7.4でフェニルボロン酸とグルコースとの安定なコンプレックス形成とグルコンアミド化インスリンとの置換に基づくインスリン放出システムの構築が可能であることを明らかにし、グルコース濃度に応答してインスリンを放出する新しい人工膵臓システムの基礎的知見を集積することができた。
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