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2017 年度 実施状況報告書

正電荷脂質・機能性多糖ハイブリッドによる腫瘍免疫抑制解除システムの創出

研究課題

研究課題/領域番号 17K20110
研究機関大阪府立大学

研究代表者

弓場 英司  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80582296)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワードpH応答性高分子 / リポソーム / 多糖 / 樹状細胞 / カチオン性脂質 / 腫瘍微小環境 / がん免疫療法 / 免疫抑制
研究実績の概要

本年度は、腫瘍免疫抑制解除システムの創出に向けて、免疫抑制性細胞や免疫担当細胞を強力に活性化するためのアジュバント機能分子・ナノキャリア、および抗原デリバリーキャリアのスクリーニングと、in vitroでの機能評価を行った。
1. pH応答性高分子の構造最適化:多糖誘導体の側鎖構造を変化させ、免疫担当細胞の一種である樹状細胞の活性化作用を調べたところ、疎水性の高い側鎖構造を持つ多糖誘導体が、従来よりも数百倍高いアジュバント作用を示すことを明らかにした。また、多糖誘導体修飾リポソームに、抗原提示細胞への特異性を持たせるためにマンノース残基を導入し、免疫細胞によるリポソームの取り込みを有意に高めることに成功し、特許出願を行った。
2. 正電荷脂質と多糖誘導体をハイブリッド化したリポソームの作製:様々な多糖から合成したpH応答性高分子を、正電荷脂質を組み込んだリポソームに修飾し、その物性評価を行った。正電荷脂質の組み込みによって、いずれの多糖誘導体でもリポソームへの結合量が増加し、表面電位がより負に帯電した。得られた多糖誘導体修飾リポソームはpHの低下に応答して内放物を放出した。また、正電荷脂質を組み込んだリポソームによって、樹状細胞による取り込み向上、細胞内への抗原デリバリーを達成した。リポソーム処理した樹状細胞から産生されるサイトカインを調べたところ、真菌由来多糖をベースに合成した多糖誘導体と正電荷脂質を組み合わせた場合に、劇的な細胞活性化作用が確認された。細胞内への抗原デリバリーと、サイトカイン産生の結果を反映して、抗原特異的なT細胞の劇的な増殖が確認され、本リポソームが効果的に免疫応答を誘導できることが示された。

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

本年度は、pH応答性高分子の構造最適化とそのアジュバント機能評価、ハイブリッドリポソームの作製と物性評価、免疫細胞活性化機能の評価を行い、腫瘍組織の免疫抑制解除システム構築に向けた、基礎的な知見を得た。多糖誘導体の側鎖構造を改変することで、劇的なアジュバント作用を持つ多糖誘導体の開発に成功するとともに、マンノース残基の導入によって、免疫細胞への抗原デリバリー機能の特異性向上も達成された。正電荷脂質を組み込んだリポソームを用いることで、リポソームへの多糖誘導体の結合効率が高まり、それによって抗原デリバリー機能が向上することを明らかにした。さらに、本リポソームが免疫細胞を極めて効率良く活性化することを見出し、それによって、抗原特異的なT細胞の増殖を促進することができた。このように、本年度予定していたキャリア開発については当初の計画以上に進めることができた。
また、腫瘍細胞の培養上清、またはアザシチジンなどの薬剤をマクロファージ細胞株に添加した検討を行ったが、in vitroでの免疫抑制細胞モデルついてはまだ構築ができておらず、より詳細な検討が必要である。

今後の研究の推進方策

本年度の検討で、劇的な細胞活性化機能を持つハイブリッドリポソームの構築に成功した。今後は、このハイブリッドリポソームをベースに免疫抑制解除システムの構築を目指す。その検証のために、in vitroにおける免疫抑制細胞モデルが必要であるため、まずはその構築を早急に行う。In vitroモデルが構築できなくとも、担がんマウスモデルを用いて本課題のPOCとなる検討を行い、正電荷脂質と多糖誘導体を組み込んだハイブリッドリポソームの、免疫抑制解除システムとしての機能評価を行っていく。具体的には、ハイブリッドリポソームを腫瘍に局注して、腫瘍組織内の免疫抑制細胞、免疫担当細胞を分析することで、リポソームの投与が腫瘍微小環境に及ぼす影響を明らかにする。さらに、そのがん治療効果を調べ、得られた結果を踏まえてハイブリッドリポソームに用いる正電荷脂質・多糖誘導体の構造最適化を行う。これを繰り返すことで、ハイブリッドリポソームを用いた免疫抑制解除によるがん免疫治療効果の向上、という仮説の実証に挑戦する。

次年度使用額が生じた理由

今年度は、ハイブリッドリポソームの構築、物性評価が中心で、抗体・ELISAキットなどを用いた免疫学的な評価はあまり行わなかったため、当初の予定よりも物品使用額が少額となり、次年度使用額が発生した。
次年度は、今年度実施できなかったin vitro試験、および次年度に当初から予定されている in vivo免疫学的評価を行うため、この次年度使用額と合わせて、計画通り予算を執行する予定である。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Liposome-based immunity-inducing systems for cancer immunotherapy2018

    • 著者名/発表者名
      E. Yuba
    • 雑誌名

      Molecular Immunology

      巻: 98 ページ: 8-12

    • DOI

      10.1016/j.molimm.2017.11.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of pH-sensitive fusogenic polymer-modified liposomes co-loaded with antigen and α-galactosylceramide as an anti-tumor vaccine2018

    • 著者名/発表者名
      OKAZAKI Seiji、IWASAKI Tadashi、YUBA Eiji、WATARAI Shinobu
    • 雑誌名

      J. Vet. Med. Sci.

      巻: 80 ページ: 197~204

    • DOI

      10.1292/jvms.17-0491

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DDS応用を指向した刺激応答性リポソームの設計2018

    • 著者名/発表者名
      弓場 英司、原田 敦史
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 54 ページ: 11~15

    • DOI

      10.14894/faruawpsj.54.1_11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hyaluronic Acid-Based pH-Sensitive Polymer-Modified Liposomes for Cell-Specific Intracellular Drug Delivery Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Maiko、Yuba Eiji、Hayashi Hiroshi、Harada Atsushi、Kono Kenji
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chem.

      巻: 29 ページ: 44~55

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.7b00551

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of pH-sensitive Dextran Derivatives with Strong Adjuvant Function and Their Application to Antigen Delivery2017

    • 著者名/発表者名
      Yuba Eiji、Uesugi Shinya、Miyazaki Maiko、Kado Yuna、Harada Atsushi、Kono Kenji
    • 雑誌名

      Membranes

      巻: 7 ページ: 41

    • DOI

      10.3390/membranes7030041

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] pH-sensitive polymer-modified liposome-based immunity-inducing system: Effects of inclusion of cationic lipid and CpG-DNA2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshizaki Yuta、Yuba Eiji、Sakaguchi Naoki、Koiwai Kazunori、Harada Atsushi、Kono Kenji
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 141 ページ: 272~283

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2017.07.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potentiation of cancer immunity-inducing effect by pH-sensitive polysaccharide-modified liposomes with combination of TGF-β type I receptor inhibitor-embedded liposomes2017

    • 著者名/発表者名
      Yuba Eiji
    • 雑誌名

      Med. Res. Arch.

      巻: 5 ページ: -

    • DOI

      10.18103/mra.v5i5.1243

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] pH-Responsive polysaccharide-modified liposomes for antigen delivery and induction of immune responses2018

    • 著者名/発表者名
      E. Yuba, A. Yamaguchi, S. Uesugi, A. Harada, K. Kono
    • 学会等名
      255th ACS National Meeting & Expositions
    • 国際学会
  • [学会発表] Mannose residue-introduced pH-sensitive curdlan-modified liposome for antigen presenting cell-specific antigen delivery system2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Fukaya, E. Yuba, A. Harada, K. Kono
    • 学会等名
      255th ACS National Meeting & Expositions
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of hyaluronic acid derivative-modified liposomes as dendritic cell-specific antigen delivery carriers2018

    • 著者名/発表者名
      M. Miyazaki, E. Yuba, H. Hayashi, A. Harada, K. Kono
    • 学会等名
      255th ACS National Meeting & Expositions
    • 国際学会
  • [学会発表] pH-sensitive polysaccharides-based immunity-inducing systems2017

    • 著者名/発表者名
      E. Yuba, A. Yamaguchi, A. Harada, K. Kono
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
  • [学会発表] pH応答性多糖修飾リポソームの抗原ペプチドデリバリキャリアとしての機能2017

    • 著者名/発表者名
      弓場英司,能﨑優太,原田敦史,宇高恵子,西村泰治,河野健司
    • 学会等名
      第33回日本DDS学会学術集会
  • [学会発表] マンノース残基導入pH応答性カードランを修飾したリポソームの抗原デリバリー機能2017

    • 著者名/発表者名
      深谷佳樹,弓場英司,原田敦史,河野健司
    • 学会等名
      第63回高分子研究発表会(神戸)
  • [学会発表] 免疫を活性化して、ワクチンを細胞内に運ぶ。カルボキシ化多糖の力2017

    • 著者名/発表者名
      弓場英司
    • 学会等名
      イノベーション・ジャパン2017
  • [学会発表] 抗原送達・免疫誘導のためのpH応答性多糖修飾リポソームの設計2017

    • 著者名/発表者名
      弓場英司,山口彩加,上杉慎也,原田敦史,河野健司
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
  • [学会発表] pH-Responsive polysaccharide-modified liposomes for intracellular drug delivery2017

    • 著者名/発表者名
      E. Yuba
    • 学会等名
      13th IUPAC International Conference NMS-XIII
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] DDS先端技術の製剤への応用開発2017

    • 著者名/発表者名
      弓場英司
    • 総ページ数
      450(270-282)
    • 出版者
      技術情報協会
  • [備考] 大阪府立大学大学院工学研究科応用化学分野生体高分子化学研究グループ

    • URL

      http://www2.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka9/index.htm

  • [産業財産権] pH応答性リポソーム2017

    • 発明者名
      弓場英司 深谷佳樹
    • 権利者名
      弓場英司 深谷佳樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-136235

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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