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2015 年度 実施状況報告書

ユビキチン-プロテアソーム系を利用したタンパク質ナノキャリアの分解制御と薬物放出

研究課題

研究課題/領域番号 15K12544
研究機関九州大学

研究代表者

村田 正治  九州大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (30304744)

研究分担者 橋爪 誠  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90198664)
河野 喬仁  九州大学, 学内共同利用施設等, 研究員 (90526831)
濱野 展人  九州大学, 学内共同利用施設等, 研究員 (80708397)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードナノメディスン / ナノ材料 / DDS
研究実績の概要

本研究ではHSP16.5が自己組織化によって形成するナノ構造体に着目し、その機能化を目的とする。この構造体は内孔(径7nm)を有する球状構造(24量体、外径12nm)を構築することが知られている。我々の予備実験において、マウスに投与したこのナノカプセルは急性毒性を示さず、特定の臓器や組織に対する指向性も確認されなかった。またX線結晶構造解析の結果、このタンパク質のC末端はカプセルの外表面に露出していることが明らかとなっており、遺伝子組み換えによりこの領域に標的細胞に対するアンテナ分子を組み込むことが可能である。
本年度は多くの膵がんにおいて高発現していることが明らかとなっているVEGFに対するコレセプターの一種、Neuropilin-1に対するアンテナ分子であるiRGDペプチドをナノカプセル表面に提示することを試みた。具体的には、ナノカプセルの外表面に配向するC末端にNeuropilin-1に特異的なiRGDペプチドを組み込んだ融合タンパク質を新たに設計し、大腸菌から大量発現させた。クロマトグラフィーによって精製したナノカプセルは、動的光散乱法(DLC)と透過型電子顕微鏡(TEM)観察によって、期待どおり球状構造体を形成していることを確認した。このiRGDナノカプセルの特異性をin vitroで評価したところ、Neuropilin-1高発現株の膵がん細胞に高いと親和性を示し、合成iRGDペプチドの添加によって濃度依存的に阻害された。iRGDナノカプセルのNeuropilin-1特異性の発現に際しては、ナノカプセルとiRGDペプチドの間に配置したフレキシブルリンカーの存在が重要であり、より長いリンカーがレセプターとの結合に有利であった。さらにiRGDナノカプセルの内孔に抗がん剤を内封することによって、より効率的にがん細胞にアポトーシスを誘導することに成功した。

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

当初の計画に沿って実験を遂行しており、期待どおりの成果が得られている。

今後の研究の推進方策

当初の計画を着実に遂行するとともに、臨床的により価値のある成果をめざす。

次年度使用額が生じた理由

外部に依託合成する生理活性ペプチドの納期が年度末までに間に合わない可能性が生じたため、次年度に繰り越した。

次年度使用額の使用計画

ペプチド合成の遅延による研究計画の見直しはなく、当初の計画通りに研究を遂行できる見込みである、

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Förster Resonance Energy Transfer-Based Self-Assembled Nanoprobe for Rapid and Sensitive Detection of Postoperative Pancreatic Fistula2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuhito Hamano, Masaharu Murata, Takahito Kawano, Jing Shu Piao, Sayoko Narahara, Ryosuke Nakata, Tomohiko Akahoshi, Tetsuo Ikeda, and Makoto Hashizume
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 8 ページ: 5144-5123

    • DOI

      10.1021/acsami.5b11902

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design and function of engineered protein nanocages as a drug delivery system for targeting pancreatic cancer cells via neuropilin-12015

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Murata, Sayoko Narahara, Takahito Kawano, Nobuhito Hamano, Jing Shu Piao, Jeong-Hun Kang, Kenoki Ohuchida, Takashi Murakami, Makoto Hashizume
    • 雑誌名

      Molecular Pharmaceutics

      巻: 12 ページ: 1422-1430

    • DOI

      10.1021/mp5007129

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Systemic Delivery of Protein Nanocages Bearing CTT Peptides for Enhanced Imaging of MMP-2 Expression in Metastatic Tumor Models2015

    • 著者名/発表者名
      Takahito Kawano, Masaharu Murata, Jing Shun Piao, Sayoko Narahara, Nobuhito Hamano, Jeong-Hun Kang, Makoto Hashizume
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 16 ページ: 148-158

    • DOI

      10.3390/ijms16010148

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Basic FGF-treated adipose tissue-derived mesenchymel stem cell infusion ameliorate liver cirrhosis via paracrine HGF2015

    • 著者名/発表者名
      Tang W, Aakahoshi T, Piao J, Narahara S, Murata M, Kawano T, Hamano N, Ikeda T, Hashizume M
    • 雑誌名

      Journal of Gastroenterology and Hepatology

      巻: 20 ページ: 1065-1074

    • DOI

      10.1111/jgh.12893.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Monitoring of phosphorylated peptides by radioactive assay and matrix-assisted laser desorption-ionization time-of-flight mass spectrometry2015

    • 著者名/発表者名
      Jeong-Hun Kang, Daisuke Asai, Riki Toita, Takahito Kawano, and Masaharu Murata
    • 雑誌名

      Amino Acids

      巻: 47 ページ: 2377-2383

    • DOI

      10.1007/s00726-015-2025-y

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Liver cell specific targeting by myristoylated preS1-conjugated nanocages for drug delivery Abstract Body2015

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Murata, Jing Shu Piao, Sayoko Narahara, Takahito Kawano, Nobuhito Hamano, Makoto Hashizume
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      ホノルルコンベンションセンター
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Neuropilin-1を分子標的とした膵がん標的化ナノカプセルのDDS応用2015

    • 著者名/発表者名
      楢原 佐由子、村田 正治、朴 晶淑、河野 喬仁、濱野展人、橋爪 誠
    • 学会等名
      日本DDS学会
    • 発表場所
      京王プラザホテル
    • 年月日
      2015-07-02 – 2015-07-03
  • [学会発表] 分解型ナノカプセルによるsiRNAデリバリーシステムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      朴 晶淑、村田 正治、楢原 佐由子、河野 喬仁、濱野展人、橋爪 誠
    • 学会等名
      日本DDS学会
    • 発表場所
      京王プラザホテル
    • 年月日
      2015-07-02 – 2015-07-03
  • [産業財産権] 膵液検出用蛍光プローブ、膵液検出方法及び膵液検出用キット2015

    • 発明者名
      村田正治、橋爪 誠、濱野展人、池田哲夫、赤星朋比古
    • 権利者名
      国立大学法人 九州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2015-202419
    • 出願年月日
      2015-10-13

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公開日: 2017-01-06  

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