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2021 年度 実績報告書

イオン性薬剤の膜表面・膜透過反応機構の解明と多分岐高分子による反応制御

研究課題

研究課題/領域番号 19K05541
研究機関金沢大学

研究代表者

永谷 広久  金沢大学, 物質化学系, 教授 (90346297)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード分光電気化学 / 液液界面 / イオン性薬剤 / アントラサイクリン / アントラキノン
研究実績の概要

アントラサイクリン系およびアントラキノン系抗がん剤,テトラサイクリン系抗生物質などの種々のカチオン性薬剤について,水と1,2-ジクロロエタン(DCE)の液液界面およびリン脂質膜を形成させた生体膜模倣界面での反応挙動を分光電気化学的に研究した。また,ドラッグデリバリーシステム(DDS)における薬剤キャリアとして期待されるポリアミドアミン(PAMAM)デンドリマーと抗がん剤の相互作用を詳細に検討し,薬剤の相間分配機構への影響を明らかにした。pHに依存して電荷が正から負に変化する第3.5世代PAMAMデンドリマーを用いた場合,アントラサイクリン系薬剤の官能基の僅かな違いでデンドリマーとの相互作用が変化し,生体内の正常組織の条件に近いpH 7.4付近では明瞭なイオン会合体形成が見られたのに対し,弱酸性条件下では会合体形成が弱くなった。水相-DCE相間の相間移動についてもイオン移動電位の変化から定量的な検討を行い,中性条件下ではデンドリマーが薬剤の相間移動を阻害する効果を示すのに対し,pH低下を伴う腫瘍近傍に近い弱酸性条件下ではデンドリマーと薬剤が容易に解離して相間移動が比較的容易に生じることを明らかにした。このことは,デンドリマーがpHや膜電位に応答する刺激応答性薬剤キャリアとして機能する可能性を示すものであり,DDSへの応用が期待される。さらにリン脂質膜共存下の生体膜模倣界面では,アントラサイクリン系薬剤が脂質との相互作用によって促進移動されることも見いだした。アントラキノン系抗がん剤でも同様にデンドリマーとの相互作用による界面反応機構や相間分配平衡への影響,生体膜模倣界面での反応挙動を定量的に解析することに成功したほか,テトラサイクリン系抗生物質の基礎的な相間分配平衡と界面反応機構の解明も終えることができた。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Kyungpook National University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Kyungpook National University
  • [国際共同研究] University of Limerick(アイルランド)

    • 国名
      アイルランド
    • 外国機関名
      University of Limerick
  • [雑誌論文] Transfer Mechanism of Anthracycline Antibiotics and Their Ion‐Association with PAMAM Dendrimer at Liquid|Liquid Interfaces2022

    • 著者名/発表者名
      Takami Toshinari、Kanai Shohei、Nishiyama Yoshio、Lee Hye Jin、Nagatani Hirohisa
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 9 ページ: in press

    • DOI

      10.1002/celc.202200359

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A soft on/off switch based on the electrochemically reversible H?J interconversion of a floating porphyrin membrane2021

    • 著者名/発表者名
      Molina-Osorio Andres F.、Yamamoto Sho、Robayo-Molina Ivan、Gamero-Quijano Alonso、Nagatani Hirohisa、Scanlon Micheal D.
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 12 ページ: 10227~10232

    • DOI

      10.1039/D0SC05786J

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interfacial association of ferritin with anionic fluorescent probe at the 1,2-dichloroethane/water interface2021

    • 著者名/発表者名
      Sakae Hiroki、Takasuga Koji、Yokoyama Takashi、Nagatani Hirohisa
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry

      巻: 888 ページ: 115175

    • DOI

      10.1016/j.jelechem.2021.115175

    • 査読あり
  • [学会発表] Spectroelectrochemical Analysis of Mitoxantrone across a Biomimetic Liquid|Liquid Interface2021

    • 著者名/発表者名
      Ryuto Mashita, Yoshio Nishiyama, Hirohisa Nagatani
    • 学会等名
      72th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Specific Aggregation Behavior of Water-Soluble AIEgens at Liquid|Liquid Interfaces2021

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Nagatani
    • 学会等名
      72th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectroelectrochemical study of ferritin-anionic fluorescent probe association at the 1,2-dichloroethane/water interface2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sakae, Koji Takasuga, Takashi Yokoyama, Hirohisa Nagatani
    • 学会等名
      72th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] 液液界面におけるテトラサイクリン系抗生物質の分光電気化学解析2021

    • 著者名/発表者名
      山村 康志郎, 西山 嘉男, 永谷 広久
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
  • [学会発表] PAMAMデンドリマー共存下の液液界面におけるミトキサントロンのイオン移動反応挙動2021

    • 著者名/発表者名
      真下 隆都, 西山 嘉男, 永谷 広久
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
  • [学会発表] Direct Characterization of Water-Soluble AIEgens at Liquid|Liquid Interfaces2021

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Nagatani
    • 学会等名
      Asian Conference on Analytical Sciences 2021 (ASIANALYSIS XV)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アニオン性bis-MPAデンドリマーのイオン会合体形成と液液界面反応挙動2021

    • 著者名/発表者名
      藤村 尚人, 西山 嘉男, 永谷 広久
    • 学会等名
      第67回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
  • [学会発表] 液液界面におけるアゾベンゼン誘導体のイオン移動・吸着反応の光応答性2021

    • 著者名/発表者名
      長谷川 司, 中野 湧太, 西山 嘉男, 永谷 広久
    • 学会等名
      第67回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
  • [備考] 金沢大学理工学域物質化学類化学コース 分析化学研究室

    • URL

      http://chem.s.kanazawa-u.ac.jp/anal/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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