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2018 年度 実績報告書

分子集合体型薬物ナノカプセルの内部物性制御に基づく体内動態制御

研究課題

研究課題/領域番号 18H03534
研究機関九州大学

研究代表者

岸村 顕広  九州大学, 工学研究院, 准教授 (70422326)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード薬物送達システム / ベシクル / 硬さ / 強度 / 内部封入物 / 粘膜バリア / 物性制御 / 薬物動態
研究実績の概要

本申請課題では、血中、及び、粘膜における分子集合体型薬物ナノカプセルの動態制御に関して、『機械的強度や安定性に欠けることの多い分子集合体型ナノカプセルでは、その中身が体内動態やカプセル自身の安定性に影響するのではないか?』という問に答える研究を行う。
平成30年度は、内部物性を系統的に制御したベシクルの調製と物性評価に向けて、様々な高分子ベシクル型のキャリアの作り分けを実施した。具体的には、PICsomeなどのナノ粒子型キャリアについて、ポリイオンコンプレックス(PIC)膜内の架橋度の制御により膜の安定性・強度の異なるサンプルを調製し、培養がん細胞や腸管上皮モデル細胞への吸着・取り込み特性を詳細に評価した。その際、プロテオグリカン欠損株を用いることで、吸着のメカニズムにプロテオグリカンの関与が大きいことを明らかとした。続いて、PIC膜の硬さを変化させる目的で、PIC膜内に疎水基を導入する手法と、シリカのゾルゲル反応をPIC膜近傍で起こすことでハイブリッド形成させる手法の検討を開始した。また、内部にシリカコアを有する粒子の調製についても検討を進め、現在構造と物性の調査を進めている。また、自己組織化の手法で内部にコアを有するベシクルの開発に世界に先駆けて成功した。実際には、タンパク質を集積化させたコアを有するyolk-shell(卵の黄身と殻)構造体の作製法を見出し、内部コアサイズの増大による粒子としての物性の変化について検討を開始した。
さらに、PIC膜への無機材料・タンパク質材料のハイブリッド化による物性変化を確認するために、PICナノ粒子内に金ナノ粒子、酸化鉄ナノ粒子、タンパク質を特異的に集積させる手法を詳細に検討し、高い効率で取り込むことに成功した。今後、PICsomeやPICミセルなどのナノ剤形を用いた細胞・動物実験に展開をする準備を行った。

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

従来から作製しているPICsomeの機能改変のみならず、あらたなハイブリッド材料やこれまでにないナノ構造を持つ微粒子(yolk-shell構造)も発見し、初期検討として細胞実験による評価を推進した。特にタンパク質特異的に集積化させる手法にはついては特許出願の準備を進めており、今後のさらなる飛躍も期待できる。初年度としては十分な成果を挙げたと判断したため、概ね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

動物実験に向けた準備を進めるとともに、評価に使えるだけのサンプル量を作製する技術基盤の確立を進めていく。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ポリイオンコンプレックス形成による簡便なポリマーナノ構造形成技術の開発と機能材料への応用2018

    • 著者名/発表者名
      岸村顕広
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 69 ページ: 329-335

  • [学会発表] コアセルヘベートを基盤とする薬物担体開発(1):シリンダー型ナノ構造を有するポリマー徐放基材の開発2019

    • 著者名/発表者名
      岸村 顕広, 江頭 巧, 森 健, 片山 佳樹
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
  • [学会発表] コアセルベートを基盤とする薬物担体開発(2):タンパク質を取り込む液状ポリマー基材の開発2019

    • 著者名/発表者名
      ケーシー ビプラブ, 森 健, 片山 佳樹, 岸村 顕広
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
  • [学会発表] PEG 化ナノメディシン基材の物性と細胞取り込み挙動の相関2019

    • 著者名/発表者名
      松葉 弘晃 , ファドリナ アウリア , 中瀬 生彦 , 森 健, 片山 佳樹, 岸村 顕広
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
  • [学会発表] Block-copolymer-based polyion complexes for utilization of proteins and inorganic nanoparticles.2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kishimura, Yiwei Liu, Biplab KC, Takumi Egashira, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama
    • 学会等名
      257th ACS National Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 自己組織化中空高分子カプセルPICsomeの作製とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      岸村顕広
    • 学会等名
      第34回日本DDS学会学術集会・シンポジウム1「DDSのためのバイオマテリアル設計」
    • 招待講演
  • [学会発表] Polymer-nanobiotechnology for Utilization of Proteins Toward Biomedical Applications.2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      The 35th International Conference of Photopolymer Science and Technology (ICPST-35)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノ材料を接着して組み上げる高分子テクノロジー2018

    • 著者名/発表者名
      岸村顕広
    • 学会等名
      日本接着学会東北支部講演会2018
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリイオンコンプレックス形成に基づくタンパク質内包自己組織化yolk-shell構造の開発2018

    • 著者名/発表者名
      劉 一イ、濱田 祐次朗、森 健、片山佳樹、岸村 顕広
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
  • [学会発表] ABAおよびAB型ブロック共重合体混合系を用いたナノ構造化コアセルベートの作製とナノ構造の温度依存性評価2018

    • 著者名/発表者名
      江頭巧、濱田祐次朗、森健、片山佳樹、岸村顕広
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
  • [学会発表] ABAトリブロック共重合体を用いたナノ構造化ポリイオンコンプレックス(PIC)材料への金属ナノ粒子内包と粘弾性評価2018

    • 著者名/発表者名
      濱田祐次朗、江頭巧、檜垣勇次、小椎尾謙、高原淳、森健、片山佳樹、岸村顕広
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 標的組織送達後の機能発現に向けたPEG化ポリイオンコンプレックスナノ粒子の細胞吸着・取り込み原理の解明とその積極的活用2018

    • 著者名/発表者名
      松葉弘晃、中瀬生彦、森 健、片山佳樹、岸村顕広
    • 学会等名
      第34回日本DDS学会学術集会
  • [学会発表] 高分子ミセルの放出が可能な温度応答性徐放担体設計の新手法2018

    • 著者名/発表者名
      江頭巧、森 健、片山佳樹、岸村 顕広
    • 学会等名
      第34回日本DDS学会学術集会
  • [学会発表] 高効率にタンパク質内包が可能なポリイオンコンプレックスyolk-shell構造体の開発2018

    • 著者名/発表者名
      劉 一イ、森 健、片山佳樹、岸村 顕広
    • 学会等名
      第34回日本DDS学会学術集会
  • [学会発表] ポリイオンコンプレックスの温度応答的ネットワーク化とその可逆性を利用した磁性ナノ粒子の取り込み・放出制御2018

    • 著者名/発表者名
      江頭巧、濱田裕次朗、森 健、片山佳樹、岸村 顕広
    • 学会等名
      第55回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] Development of Enzyme-loaded Yolk-shell Polyion Complexes with Enhanced Encapsulation Efficiency2018

    • 著者名/発表者名
      Yiwei Liu, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama, Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      International Conference on Medicinal Chemistry & Drug Design (Medicinal Chemistry-2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Utilization of dynamic response of polyion complex for enhancing cell-communication function of nanomedicine2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Matsuba, Ikuhiko Nakase, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama, Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermo-responsive structural transition of nano-structured polyion complexes using ABA- and AB-type block copolymers2018

    • 著者名/発表者名
      Takumi Egashira, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama, Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018),
    • 国際学会
  • [学会発表] Sequestration of biomolecules into diblock-copolymer-based coacervate through chemical modification of polyelectrolyte sidechain2018

    • 著者名/発表者名
      Biplab K.C, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama, Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] タンパク質を中空カプセル内に蓄積するyolk-shell型ポリイオンコンプレックスの開発2018

    • 著者名/発表者名
      劉 一イ、森 健、片山佳樹、岸村 顕広
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
  • [学会発表] 温度上昇によるポリイオンコンプレックスネットワークの構築とミクロ相分離構造の発現2018

    • 著者名/発表者名
      江頭巧、森 健、片山佳樹、岸村 顕広
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
  • [学会発表] 温度応答的な構造変換に基づいたポリイオンコンプレックス材料への金属ナノ粒子取り込みと放出2018

    • 著者名/発表者名
      江頭巧、森 健、片山佳樹、岸村 顕広
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
  • [学会発表] Functionalization of polyelectrolyte side chains via chemical modification for effective sequestration of biomolecules into diblock-copolymer-based complex coacervate2018

    • 著者名/発表者名
      Biplab K C, Takeshi Mori、Akihiro Kishimura、Yoshiki Katayama
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
  • [学会発表] 相分離挙動の制御によるナノ構造体の作製とその活用2018

    • 著者名/発表者名
      岸村顕広
    • 学会等名
      理研-九大 ナノデバイス工学分野連携ワークショップ
  • [備考] 九州大学大学院工学研究院応用化学部門(分子)片山研究室HP

    • URL

      http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~katayama/

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公開日: 2019-12-27  

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