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2021 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
キーワードキーワード / 薬物送達システム / ベシクル / 薬物動態 / 物性制御 / 粘膜バリア
研究実績の概要

本研究では、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連して、3つの研究項目、①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、②血中投与後の体内動態評価、③粘膜組織での動態評価、に取り組んでいる。本年度は、ポリイオンコンプレックス(PIC)膜からなるベシクル・PICsomeを中心に、前年度までの研究成果を生かし、研究を推進した。まず、PIC強度の向上に寄与することで知られるグアニジニウム基をカチオン源とするポリカチオンを用いてPICsome調製を検討した。この過程で、低分子のポリアニオンでもベシクル形成が可能であることが見いだされた。特に、抗菌薬の切り札として知られるコリスチンを用いたPICsomeが作製可能であり、抗菌薬のデリバリーに効果的であることから集中的に検討し、論文発表を行った。次に、タンパク質濃縮コアを有するPICベシクルのyolk-shell構造体や、前年度知見を深めた多重膜化PICsomeについて、サイズや物性の制御を合わせて進めて、生体材料としての活用を狙った。前者については、論文発表に向けてデータをとりまとめ、学会発表を行った。後者については、修士論文研究として展開し、分子設計(特に荷電連鎖長)に応じて内外のベシクルのサイズ比の制御がある程度の範囲で可能であることを見出した。さらに、細胞内取り込み評価まで行い、二枚膜化との相関について検証を行った。
粘膜組織での活用については、柔らかいPICナノ粒子や化学修飾して作製した材料とスルホベタイン構造を有するポリマーの活用についてトランスウェルを用いたin vitro試験、経口投与試験を実施したところ、スルホベタインポリマー単剤では効果が高かったものの、PICナノ粒子の系ではあまり機能しないことが明らかとなった。今後、スルホベタインポリマーの活用法を再検討していく必要がある。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Increased Enzyme Loading in PICsomes via Controlling Membrane Permeability Improves Enzyme Prodrug Cancer Therapy Outcome2023

    • 著者名/発表者名
      Goto Akinori、Anraku Yasutaka、Fukushima Shigeto、Kishimura Akihiro
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 15 ページ: 1368~1368

    • DOI

      10.3390/polym15061368

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nanostructure Control of an Antibiotic‐Based Polyion Complex Using a Series of Polycations with Different Side‐Chain Modification Rates2022

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Asmariah、Nii Teruki、Mori Takeshi、Katayama Yoshiki、Toyofuku Masanori、Kishimura Akihiro
    • 雑誌名

      Macromolecular Rapid Communications

      巻: 43 ページ: 2200316~2200316

    • DOI

      10.1002/marc.202200316

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Challenges to Creation of Artificial Organelle for Effective Editing of Cell Function2021

    • 著者名/発表者名
      Kishimura Akihiro
    • 雑誌名

      YAKUGAKU ZASSHI

      巻: 141 ページ: 625~633

    • DOI

      10.1248/yakushi.20-00219-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cell Editing: Control of Cell Function Utilizing Biomaterials Based on Collaborative Researches between Medicine, Pharmaceutical Sciences, and Engineering2021

    • 著者名/発表者名
      Kishimura Akihiro、Higuchi Yuriko
    • 雑誌名

      YAKUGAKU ZASSHI

      巻: 141 ページ: 623~624

    • DOI

      10.1248/yakushi.20-00219-F

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ポリイオンコンプレックスの設計とその作製過程の制御に基づく生体高分子包含高分子ベシクルの新展開2021

    • 著者名/発表者名
      岸村顕広
    • 雑誌名

      膜(MEMBRANE)

      巻: 46 ページ: 287~293

    • 査読あり
  • [学会発表] Application of sulfobetaine-type zwitterionic polymer for drug absorption enhancer in transmucosal drug delivery2023

    • 著者名/発表者名
      Fadlina Aulia, Teruki Nii, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama, Kishimura Akihiro
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
  • [学会発表] 人工オルガネラ・人工液滴創出技術に基づく細胞機能制御・人工細胞構築への挑戦2022

    • 著者名/発表者名
      岸村顕広
    • 学会等名
      JST CRDS 俯瞰ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] マクロファージを標的化可能なポリイオンコンプレックス(PIC)ナノ粒子がその分極状態に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      ファドリナ アウリア、新居輝樹、森健、片山佳樹、岸村顕広
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] 高分子濃厚相形成を基点とするポリイオンコンプレックス新規高次構造体の構築と解析2022

    • 著者名/発表者名
      神澤大志、丸山朋輝、劉一イ、新居輝樹、宮田完二郎、森健、片山佳樹、岸村朗寛
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] ポリマー間相互作用に基づいた相分離による新規ポリイオンコンプレックス構造体の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山田拓実、丸山朋輝、Biplab KC、新居輝樹、森 健、片山佳樹、岸村顕広
    • 学会等名
      第59回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] Formation and structure control of a protein-loaded yolk-shell polyion complex2022

    • 著者名/発表者名
      劉 一イ、片山佳樹、森 健、岸村 顕広
    • 学会等名
      IUMRA-ICYRAM 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Tuning of polyion complex(PIC) properties for effective modulation of cellular uptake behaviors of PIC-based nanoparticles having different block copolymer compositions and chemical modifications on charges functionality2022

    • 著者名/発表者名
      Fadlina Aulia, Teruki Nii, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama, Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      IUMRA-ICYRAM 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of polypeptide-based polyion complex (PIC) nanoparticles with tunable physicochemical nature for selective cellular interaction and manipulation of cellular function2022

    • 著者名/発表者名
      Fadlina Aulia, Hiroaki Matsuba, Teruki Nii, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama, Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] 自己組織化高分子半透膜からなるベシクルの開発と生体高分子デリバリーへの応用2021

    • 著者名/発表者名
      岸村 顕広
    • 学会等名
      日本膜学会第43年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞取り込み挙動の調節に向けたポリイオンコンプレックスナノ粒子の精密設計法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      Fadlina Aulia、松葉弘晃、森健、片山佳樹、岸村顕広
    • 学会等名
      第37回日本DDS学会学術集会
  • [学会発表] 二本鎖オリゴ核酸を用いたポリイオンコンプレックスFiberの作製と環境変化応答的な形態変化の解析2021

    • 著者名/発表者名
      神澤大志, 丸山朋輝, 劉一イ, 宮田完二郎, 森健, 片山佳樹, 岸村顕広
    • 学会等名
      第58回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] 生体高分子の会合と相分離挙動を制御するポリマーの開発とバイオマテリアルへの発展2021

    • 著者名/発表者名
      岸村顕広
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of short-peptide-antibiotic-based polyion complex nanostructure as a novel vehicles for antibiotic delivery2021

    • 著者名/発表者名
      Asmariah Ahmad, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama, Masanori Toyofuku, Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] 細胞内オルガネラを模倣したポリイオンコンプレックス餅子くるの階層化2021

    • 著者名/発表者名
      丸山朋輝, 劉一イ, 森健, 片山佳樹, 岸村顕広
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] オリゴ核酸を用いたポリイオンコンプレックス材料の環境応答的な構造発展の解析2021

    • 著者名/発表者名
      神澤大志, 丸山朋輝, 劉一イ,新居輝樹, 宮田完二郎, 森健, 片山佳樹, 岸村顕広
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] ポリイオンコンプレックス形成の伴う分子集合挙動の制御に基づく新規オリゴ核酸高次構造体の構築2021

    • 著者名/発表者名
      神澤大志、丸山朋輝、劉一イ、新居輝樹、宮田寛二郎、森健、片山佳樹、岸村顕広
    • 学会等名
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 浸透圧下における粘弾性ベシクルの構造変化解析2021

    • 著者名/発表者名
      丸山朋輝,森健,片山佳樹,岸村顕広
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] 分子設計に基づくポリイオンコンプレックスベシクルの二枚膜化挙動制御2021

    • 著者名/発表者名
      安達翔哉・丸山朋輝・森 健・片山佳樹・岸村顕広
    • 学会等名
      日本化学会秋期事業 第11回 CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] Morphological deformation of viscoelastic vesicles under osmotic stress2021

    • 著者名/発表者名
      丸山朋輝、森健、片山佳樹、岸村顕広
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] ポリイオンコンプレックス形成に基づく分子濃縮を利用した階層構造制御2021

    • 著者名/発表者名
      岸村 顕広
    • 学会等名
      高分子学会九州支部大学間連携フォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-assembly of Short Peptide Antibiotic with a Series of PEGylated Catiomer Bearing Guanidinium Moieties for Development of Novel Nano-vehicles for Antibiotics2021

    • 著者名/発表者名
      Asmariah Ahmad, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama, Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      MRM2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of tunable functional group and morphology of polyion complex particles to modulate cellular uptake behaviour in different cell lines2021

    • 著者名/発表者名
      Fadlina Aulia, Hiroaki Matsuba, Teruki Nii, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama, Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      MRM2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of polyion complex fiber using double-stranded oligonucleotide and analysis of structural development in response to environmental changes2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kamizawa, Tomoki Maruyama, Yiwei Liu, Teruki Nii, Kanjiro Miyata, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama, Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      MRM2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of environment-sensitive reservoir of nano-carriers utilizing block-copolymer-based complex coacervates for sustainable release of biomacromolecules2021

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Kishimura, Takumi Egashira, Rento Ota, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama
    • 学会等名
      Pacifichem2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Shape transformation of polyion complex vesicle under osmotic stress2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Maruyama, Takeshi Mori, Yoshiki Yatayama, Akihiro Kishimura
    • 学会等名
      Pacifichem2021
    • 国際学会
  • [図書] 高分子材料の事典2022

    • 著者名/発表者名
      高分子学会
    • 総ページ数
      630
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-25272-9
  • [備考] 九州大学大学院工学研究院応用化学部門片山研究室

    • URL

      https://sites.google.com/view/katayamalab

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公開日: 2023-12-25  

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