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2015 年度 実施状況報告書

論理的高分子設計によるデュアルpH応答型ドラッグデリバリーキャリアの創製

研究課題

研究課題/領域番号 15K18846
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

蛭田 勇樹  慶應義塾大学, 薬学部, 助教 (60710944)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードpH応答性ポリマー / ブロックコポリマー / ミセル / ドラッグデリバリーシステム / がん / ドキソルビシン / ナノ
研究実績の概要

ドラッグデリバリーシステムは、長時間にわたって薬剤を治療有効濃度に保つことや、副作用を低減させる技術であり、体内での薬の徐放、病態組織への局所的輸送を制御するシステムである。本研究においては、がん組織周辺の弱酸性pH、細胞内小胞の特徴的pHに注目した2段階pH応答性ブロックポリマーを設計し、がん細胞選択的な取り込み、および細胞取り込み後の薬物放出が可能なドラッグキャリアの創製を目的とした。まず、弱酸性環境になった時のみ細胞に取り込まれるpH応答性ポリマーミセルを創製した。疎水性ブロックとして、poly(butyl methacrylate)、pH応答性水溶性ブロックとしてN-isopropylacrylamide、N,N-dimethyl acrylamide、pH認識部位であるsulfamethazineacrylamideを共重合したpH応答性ブロックコポリマーを合成した。このポリマーを用いて、抗がん剤としてドキソルビシンを内包させミセル化した。培養する培地pHによるHeLa細胞へのドキソルビシンの取り込み量について蛍光顕微鏡により評価した。pH 7.4では、細胞取り込み量は少なく、pH 6.4では取り込み量が増加した。これらの結果から、弱酸性環境のがん細胞選択的に薬物を送達できるようになることが期待される。
細胞実験に加えて、動物実験での評価系を確立するために、BALB/c-nuマウスにcolon-26細胞を皮内注射することで担癌モデルマウスを作製した。HPLCを用いて、作製したドラッグキャリアの各臓器への集積の評価系を確立した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の研究計画では、細胞実験による評価までの予定であったが、1年目からpH応答性ポリマーミセルの細胞取り込み能まで評価することができたため、動物実験での評価系の立ち上げまですることができた。

今後の研究の推進方策

pH応答性ポリマーミセルの作製法および、蛍光顕微鏡による細胞取り込み評価までできたので、フローサイトメトリー、MTTアッセイにより、さらに細胞系での評価を行う。また、今年度確立した担癌モデルマウスにおいてpH応答性ポリマーミセルの評価を行う。得られた成果は精力的に学術論文や学会にて発表していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

pH応答性ブロックポリマーの合成が、最適化などせずに、すぐに合成できたので、合成試薬、溶媒などに使う予定であった予算が必要なくなったため。

次年度使用額の使用計画

当初の予定では、細胞実験までの予定であったが、予想以上に研究が進展しているため動物実験も行う。そのため、実験動物の購入費用に次年度使用額をあてる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Design of Environmentally Responsive Fluorescent Polymer Probes for Cellular Imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Arisa Yamada, Yuki Hiruta, Jian Wang, Eri Ayano, Hideko Kanazawa
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 16 ページ: 2356-2362

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.5b00591

    • 査読あり
  • [学会発表] 温度応答性ポリマーナノ粒子の開発と温度応答性細胞取り込みの評価2016

    • 著者名/発表者名
      蛭田勇樹、小出さやか、根本遼、金澤秀子
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-03-27 – 2016-03-29
  • [学会発表] 固形がん選択的ターゲティングを目指したpH応答性高分子ミセルの創製2016

    • 著者名/発表者名
      永田勇貴、山田有紗、根本遼、蛭田勇樹、金澤秀子
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-03-27 – 2016-03-29
  • [学会発表] 温度応答性有機・無機ハイブリッドポリマーナノ粒子の開発2016

    • 著者名/発表者名
      蛭田勇樹、小出さやか、根本遼、金澤秀子
    • 学会等名
      第25回インテリジェント材料/システムシンポジウム
    • 発表場所
      東京女子医科大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2016-01-08 – 2016-01-08
  • [学会発表] pH- and temperature-responsive organic-inorganic hybrid polymer nanoparticles with controlled cellular uptake2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hiruta, Sayaka Koide, Jian Wang, Hideko Kanazawa
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      Oahu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of fluorescence probe for cellular imaging utilizing a temperature-responsive polymer2015

    • 著者名/発表者名
      Arisa Yamada, Jian Wang, Yuki Hiruta, Hideko Kanazawa
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      Oahu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation and characterization of thermo-responsive polymer modified liposomes aimed at application to anticancer agent delivery2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nemoto, Jian Wang, Yuki Hiruta, Eri Ayano, Yoshie Maitani, Hideko Kanazawa
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      Oahu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Thermoresponsive Hybrid Nanoparticles Using Silica-block-copolymer2015

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Koide, Jian Wang, Yuki Hiruta, Hideko Kanazawa
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2015
    • 発表場所
      Makuhari (Japan)
    • 年月日
      2015-09-03 – 2015-09-04
    • 国際学会
  • [学会発表] 病態細胞の可視化を目指した温度・pH応答性蛍光ポリマープローブの開発2015

    • 著者名/発表者名
      蛭田勇樹、舟津孝明、王堅、小出さやか、金澤秀子
    • 学会等名
      PPF2015
    • 発表場所
      長崎ホテル清風(長崎県・長崎市)
    • 年月日
      2015-08-21 – 2015-08-21
  • [学会発表] シリカブロックコポリマーを用いた温度応答型ハイブリット蛍光なの粒子の開発2015

    • 著者名/発表者名
      小出さやか、王堅、蛭田勇樹、金澤秀子
    • 学会等名
      第75回分析化学討論会
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県・山梨市)
    • 年月日
      2015-05-23 – 2015-05-24

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公開日: 2017-01-06  

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