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2015 年度 実績報告書

がんの特異的代謝に着目した高機能リガンド分子の設計と診断・治療への展開

研究課題

研究課題/領域番号 15H04635
研究機関東京工業大学

研究代表者

西山 伸宏  東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (10372385)

研究分担者 野本 貴大  東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (00734732)
武元 宏泰  東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (10709249)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードターゲティング / 治療抵抗生がん / イメージング / 光線力学治療
研究実績の概要

本研究では、特異性と汎用性に優れた固形がんのターゲティングシステムとして、がん細胞で取り込みが亢進している分子Aをプラットフォーム高分子に位置選択的に導入した新規リガンド分子の開発を行っている。初年度となる本年度においては、ポリアミノ酸の側鎖に分子Aを導入することによってがん代謝リガンドを構築した。がん代謝リガンドには、in vitroおよびin vivoでの機能評価を行うために、蛍光色素を導入した。合成したがん代謝リガンドの機能評価に関しては、分子Aに対する受容体を高発現しているがん細胞との相互作用をフローサイトメトリーにより評価した。その結果、がん代謝リガンドは、コントロールである分子Bを導入したポリマーと比較して、高い親和性を示すことが明らかになった。また、がん代謝リガンドは、側鎖の分子Aの導入量に依存したがん細胞との相互作用を示すことが確認された。このようながん代謝リガンドのがん細胞との相互作用は複数のがん細胞において確認することができた。次に、がん代謝リガンドのがん細胞との相互作用を共焦点レーザー顕微鏡による観察により評価したところ、4℃においてはがん細胞の表面に局在した蛍光が確認されたが、37℃においてはエンドソーム・リソソームと共局在した蛍光が確認され、がん代謝リガンドはエンドサイトーシスによって細胞に内在化することが示唆された。これらの結果に基づき、がん代謝リガンドの体内動態をマウスを用いて評価したところ、リガンド分子の分子量が腎糸球体によるろ過のしきい値以下であったため、血中からの速やかな消失が認められた。そこで、皮下腫瘍にリガンド分子を直接注射する実験を行ったところ、がん代謝リガンドはコントロールリガンドと比較して長時間腫瘍内に留まることができることを示唆する結果が得られた。

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

当初の計画通りに分子Aを導入したがん代謝リガンドを構築し、がん細胞を用いたin vitro実験ならびにとマウスを用いたin vivo実験によりその機能を明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

がん代謝リガンドの最適化を進める。具体的には、スペーサーを導入したリガンド分子や表面に分子Aを表面に導入したナノ粒子等を構築し、in vitroおよびin vivo実験により、機能評価を行う。in vivo実験では、腫瘍内分布等を検討する予定である。得られた結果は、設計へとフィードバックし、リガンド分子の最適化を行う。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Calcium phosphate-based organic-inorganic hybrid nanocarriers with pH-responsive on/off switch for photodynamic therapy2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nomoto, S. Fukushima, M. Kumagai, K. Miyazaki, A. Inoue, P. Mi, Y. Maeda, K. Toh, Y. Matsumoto, Y. Morimoto, A. Kishimura, N. Nishiyama, K. Kataoka
    • 雑誌名

      Biomater. Sci.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1039/C6BM00011H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Eradication of CD44-variant positive population in head and neck tumors through controlled intracellular navigation of cisplatin-loaded nanomedicines2016

    • 著者名/発表者名
      M. Wang, Y. Miura, K. Tsuchihashi, K. Miyano, O. Nagano, M. Yoshikawa, A. Tanabe, J. Makino, Y. Mochida, N. Nishiyama, H. Saya, H. Cabral, K. Kataoka
    • 雑誌名

      J. Control. Release

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1039/C6BM00011H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intracellular delivery of charge-converted monoclonal antibodies by combinatorial design of block/homo polyion complex micelles2016

    • 著者名/発表者名
      A. Kim, Y. Miura, T. Ishii, O. F. Mutaf, N. Nishiyama, H. Cabral, K. Kataoka
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 17 ページ: 446-453

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.5b01335

    • 査読あり
  • [雑誌論文] cRGD-installed polymeric micelles loading platinum anticancer drugs enable cooperative treatment against lymph node metastasis2015

    • 著者名/発表者名
      J. Makino, H. Cabral, Y. Miura, Y. Matsumoto, M. Wang, H. Kinoh, Y. Mochida, N. Nishiyama, K. Kataoka
    • 雑誌名

      J. Control. Release

      巻: 200 ページ: 783-791

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2015.10.017

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of supramolecular nanodevices for cancer diagnosis and therapy2015

    • 著者名/発表者名
      N. Nishiyama
    • 学会等名
      World Engineering Conference and Convention 2015 (WECC2015)
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-01
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高分子ナノテクノロジーを基盤とした革新的ナノメディシンの創製2015

    • 著者名/発表者名
      西山伸宏
    • 学会等名
      第10回超分子研究会講座
    • 発表場所
      上智大学, 東京
    • 年月日
      2015-10-13 – 2015-10-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子の精密設計に基づく革新的がん診断・治療システムの創製2015

    • 著者名/発表者名
      西山伸宏
    • 学会等名
      第24回DDSカンファランス
    • 発表場所
      静岡市東部勤労者福祉センター, 静岡
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-04
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノバイオテクノロジーが拓く新生代ドラッグデリバリーシステム2015

    • 著者名/発表者名
      西山伸宏
    • 学会等名
      第25回日本光線力学学会
    • 発表場所
      京王プラザホテル, 東京
    • 年月日
      2015-07-10 – 2015-07-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of supramolecular nanodevices for cancer diagnosis and therapy2015

    • 著者名/発表者名
      N. Nishiyama
    • 学会等名
      Recent Advances in Drug Delivery Systems 17th International Symposium
    • 発表場所
      Salt Lake City Marriott City Center, Salt Lake City, U.S.A.
    • 年月日
      2015-06-16 – 2015-06-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of supramolecular nanodevices for cancer diagnosis and therapy2015

    • 著者名/発表者名
      N. Nishiyama
    • 学会等名
      The 5th Asian Biomaterials Congress (2015 ABMC5)
    • 発表場所
      Chientan Youth Activity Center, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 東京工業大学 化学生命科学研究所 西山研究室

    • URL

      http://www.bmw.res.titech.ac.jp

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公開日: 2017-01-06  

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