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2019 年度 実績報告書

広範囲な生体内部位にウイルス並に感染する汎用型ネオ・バイオナノカプセルの創製

研究課題

研究課題/領域番号 16H06314
研究機関大阪大学

研究代表者

黒田 俊一  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (60263406)

研究期間 (年度) 2016-05-31 – 2021-03-31
キーワード薬物送達システム
研究実績の概要

(1)標的化能:IgG、IgM、アフィボディ以外にも、DNAアプタマー、レクチン、サイトカイン受容体などを提示して、精密な標的化が行えることを見出した。
(2)ステルス能:血液中の重合アルブミンを外側にリクルーティングすることにより、高度なステルス能を獲得することから、アルブミンを積極的に表層に固定したリポソームも同様に高いステルス能を獲得することを見出した。
(3)細胞内侵入能:B型肝炎ウイルスは、高親和性受容体であるNTCPとの結合が感染成立に必須であるが、その結合前に低親和性受容体であるHSPGと結合する事を明らかにし、その結合部位をHBV外皮Lタンパク質のN末端側30-42に同定した。多くのウイルスが、効率よく標的細胞を認識するために、まずは低親和性分子で探索し、その後、高親和性分子で強固に結合する2段構えの機構を有することを見出した。この戦略は、今後のDDSナノキャリア開発にとり非常に重要な発見である。
(4)リポソーム上での3機能ペプチドの再構成:様々な機能ペプチドをDDSナノキャリア上に固定する際に、方向性を厳密に揃えることは非常に大切である。今回は、ナノカプセル状であった足場分子Lタンパク質(BNCの構成成分)を1分子化し、二次元膜に展開する事に成功した。その結果、かさ高い足場分子を使わずに、任意の機能ペプチドの配向性を揃えることが可能になった。

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

HBVをモデルとして、DDSナノキャリアに必要な機能を解析し、標的化能、ステルス能、細胞内侵入能、さらに細胞質内移行能に必要な部位を同定した。また、その作用機作も明らかにした。さらに、DDSナノキャリアに提示する各種標的化分子の開発、その標的化分子の配向性を厳密に揃える足場技術も開発できた。これらの成果は、当初の予想を超えるものであり、論文数も大きく増えている。

今後の研究の推進方策

HBVおよびBNCの解析で、予想以上の成果が得られたため、BNC以外のDDSナノキャリアへの機能ペプチドの搭載などが遅れ気味ではあるが、既に、実験開始している物も多く、最終年度内に当初の目標は達成できると考えている。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 2件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] バイオ医薬に利用されるキャリア開発:B型肝炎ウイルスの初期感染機構に基づくバイオナノカプセル2020

    • 著者名/発表者名
      曽宮正晴、黒田俊一
    • 雑誌名

      日本DDS学会誌

      巻: 35 ページ: 57-63

    • DOI

      10.2745/dds.35.57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオミミック技術によるウイルスの感染機構を搭載したDDSナノキャリアの開発2020

    • 著者名/発表者名
      曽宮正晴、黒田俊一
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 140 ページ: 147-152

    • DOI

      10.1248/yakushi.19-00187-2.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Virus-mimicking nanocarriers for the intracellular delivery of therapeutic biomolecules2020

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Somiya, Shun'ichi Kuroda
    • 雑誌名

      Nanomedicine (London)

      巻: 15 ページ: 1163-1165

    • DOI

      10.2217/nnm-2020-0078

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional membrane scaffold for the oriented immobilization of biosensing molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Masumi Iijima, Tsutomu Nakayama, Shun’ichi Kuroda
    • 雑誌名

      Biosens Bioelec

      巻: 150 ページ: 111860

    • DOI

      10.1016/j.bios.2019.111860.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of affinity enhanced protein adsorption on bio-nanocapsules studied by viscoelasticity measurement with wireless QCM biosensor2020

    • 著者名/発表者名
      kentaro Noi, Masumi Iijima, Shun'ichi Kuroda, Fumihito Kato, Hirotsugu Ogi
    • 雑誌名

      JJ Applied Physics

      巻: 59 ページ: SKKB03

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab78e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a universal method for the measurement of binding affinities of antibody drugs towards a living cell based on the AFM force spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Hyonchol Kim, Masamichi Hoshi, Masumi Iijima, Shun'ichi Kuroda, Chikashi Nakamura
    • 雑誌名

      Anal Methods

      巻: 12 ページ: 2922-2927

    • DOI

      10.1039/d0ay00788a.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A novel hybrid drug delivery system for treatment of aortic aneurysms2020

    • 著者名/発表者名
      Koichi Yoshimura, Hiroki Aoki, Chie Teruyama, Masumi Iijima, Hiromori Tsutsumi, Shun'ichi Kuroda, Kimikazu Hamano
    • 雑誌名

      Int J Medical Sci

      巻: 21 ページ: 5538

    • DOI

      10.3390/ijms21155538.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of nivolumab for intercellular adhesion force between a T cell and a cancer cell evaluated by AFM force spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Hyonchol Kim, Kenta Ishibashi, Masumi Iijima, Shun'ichi Kuroda, Chikashi Nakamura
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 ページ: 5723

    • DOI

      10.3390/s20195723.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced sugar chain detection by oriented immobilization of Fc-fused lectins2020

    • 著者名/発表者名
      Masumi Iijima, Yuki Yamada, Tsutomu Nakayama, Shun'ichi Kuroda
    • 雑誌名

      BBB

      巻: 84 ページ: 1775-1779

    • DOI

      10.1080/09168451.2020.1773757.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of a Macrophage-Targeting Bio-nanocapsule-Based Nanocarrier2020

    • 著者名/発表者名
      Hao Li, Masaharu Somiya, Kenji Tatematsu, Shun’ichi Kuroda
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2059 ページ: 299-313

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-9798-5_16.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrahigh-sensitive wireless QCM with bio-nanocapsules2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Noi, Masumi Iijima, Shun'ichi Kuroda, Hirotsugu Ogi
    • 雑誌名

      Sensors Actuators B

      巻: 293 ページ: 59-62

    • DOI

      10.1016/j.snb.2019.04.150

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo uterine local gene delivery system using TAT-displaying bio-nanocapsules2019

    • 著者名/発表者名
      Kaori Koizumi, Hitomi Nakamura, Masumi Iijima, Takashi Matsuzaki, Masaharu Somiya, Kenichi Kumasawa, Tadashi Kimura, Shun'ichi Kuroda
    • 雑誌名

      J Gene Med

      巻: 21 ページ: e3140

    • DOI

      10.1002/jgm.3140.

    • 査読あり
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/smb/index.html

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公開日: 2021-12-27  

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