| 研究課題/領域番号 |
18K05353
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
近藤 輝幸 京都大学, 工学研究科, 教授 (20211914)
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| 研究分担者 |
山田 久嗣 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 講師 (80512764)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 光音響イメージング / 高分子プローブ / 近赤外蛍光色素 / ナノ粒子 / ベタイン |
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| 研究実績の概要 |
高い腫瘍集積性を示す双極性ポリマープローブの設計指針を確立することを目的とし、PMPC 側鎖のベタイン構造に着目した。すなわち、PMPC の側鎖ホスホリルコリンの構造を劇的に変更し、カルボキシベタイン（アンモニウムーカルボン酸ベタイン）、およびスルホベタイン（アンモニウムースルホン酸ベタイン）を側鎖に配置した双極性ポリマーPMCBおよびPMSBを合成した。さらに、双極性ポリマーの末端に800RSを導入した３種類の新しい双極性ポリマープローブ（800RS-PMPC、800RS-PMCB、800RS-PMSB）を合成し、側鎖ベタイン構造がマウス体内動態および腫瘍選択性に及ぼす影響について詳細な検討を行った。800RS-PMPC、800RS-PMCB、800RS-PMSBプローブのウシ血清アルブミン（BSA）に対する結合能について、水晶発振子マイクロバランス（QCM）により評価した結果、いずれのプローブのBSAへの吸着量は検出限界以下であった。従って、側鎖カルボキシベタイン構造、および側鎖スルホベタイン構造のいずれもが、アルブミンへの吸着を完全に抑制する効果を有することを示している。
３種のプローブのマウス体内動態について検討した結果、800RS-PMPCおよび800RS-PMCB に比べ、800RS-PMSBは血中から速やかにクリアランスされ、血中滞留性が極めて低いことが明らかになった。さらに、３種のプローブの臓器分布を調べた結果、800RS-PMPCおよび800RS-PMCBでは、肝臓への蓄積は抑制され、腫瘍への選択的な集積（6.5～6.9 ID%/g tissue）が確認された。一方、800RS-PMSB では、主に肝臓（8.0 ID%/g tissue）と脾臓（3.0 ID%/g tissue）に蓄積していることが明らかになった
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| 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
本研究では、細胞膜脂質の末端構造であるホスホリルコリンの双極性（ベタイン性）に着目し、まず、ベタイン構造のカチオンーアニオン対の組み合わせを大きく変更したカルボキシベタインおよびスルホベタインを側鎖に有する双極性ポリマーPMCBおよびPMSBを合成に成功し、いずれのプローブのBSAへの吸着量は検出限界以下であり、側鎖カルボキシベタイン構造、および側鎖スルホベタイン構造のいずれもが、アルブミンへの吸着を完全に抑制する効果を有することを明らかにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
新たにベタインのカチオンーアニオン間の距離が異なる800RS-PMCB-2を合成し、同程度の粒子サイズを有するスルホベタインポリマープローブ800RS-PMSBについて、マウス体内動態と腫瘍選択性を検討することにより、ベタイン側鎖のカチオンーアニオン対の距離、カチオンーアニオン対の組み合わせ・種類のいずれが高い腫瘍集積性・選択性に重要であるかを明らかにし、双極性ポリマープローブの分子設計指針を明らかにする。
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