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2021 年度 実績報告書

核酸医薬1分子を内包したナノ多糖核酸複合体のDDSプラットホーム技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 20H00668
研究機関北九州市立大学

研究代表者

櫻井 和朗  北九州市立大学, 環境技術研究所, 教授 (70343431)

研究分担者 和泉 弘人  産業医科大学, 産業生態科学研究所, 准教授 (50289576)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード多糖β1,3グルカン / Dectin-1標的 / 量子化多糖核酸複合体 / 核酸医薬
研究実績の概要

多糖β1,3グルカンSPGと核酸が複合体を形成することを我々は世界で初めて発見し、その基礎研究と核酸医薬のDDSとしての応用展開を行ってきた。本申請では、DNAを1分子のみ含む分布がない低分子に近い複合体の特性を明らかにすると同時に、その応用として、脳へのデリバリーを目指す。脳へのデリバリーに関しては当初はSPGの側鎖のグルコースが脳関門のグルコース受容体と相互作用して脳への移行ができると考えていたが、その試みは上手く行かなかった。脳へのデリバリーに関しては細胞を使った方法を検討中である。脳の代わりに、癌随伴マクロファージへ低分子複合体を送達し、そのマクロファージの極性を変換する方法が実現の可能性が高いことが分かったので現在はその方向に焦点を移した。低分子複合体の基本特性としては、放射光X線などを使った物性測定を順調に進めることができた。その成果は論文として受理された。また、多糖核酸複合体の受容体となるDectin1のバリアントの探索も並行して進めている。この中で、従来は8種類あると考えられていたバリアントが10種類あるような結果がでてきており、これが本当なら新しいバリアントが人に存在することになる。また、低分子複合体の取り込み機構を従来の高分子複合体と比較して、サイトゾルに移行しやすいことも判明した。このような分子生物学的な研究でも進展があった。

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

1.標的となるDectin-1のバリアント決定:ヒトのDectin-1のバリアントは10種類あることが分かっている。今年度はこれらのバリアントを、プラスミドDNAを用いてDectin-1が発現していない細胞にトランスフェクションを行い、その差を調べた。Dectin-1の複合体に対する取り込みの差は、デクチン1の糖鎖修飾と大きく相関していることが判明した。この結果から、標的となるDectin-1のタイプを絞り込んだ。

2.当初の目的では脳関門であるBBBを突破することを考えていたが、それはやや困難であることが分かってきた。そこで、標的をガン細胞近傍のマクロファージに切り替えた。

3.細胞障害性T細胞を活性化するCpGの配列をSPGとの複合体を使う前提で最適化することができた。これにより従来の配列の10倍程度活性が高い配列を得た

今後の研究の推進方策

1.qSDCの構造解析:低分子複合体からの溶液SAXSを強力なX線源であるSPring-8を使って行う。1量体の結果はすでに、長さ20nm、断面の径1nmの剛体棒であることが判明している。今後は、DNAを2分子含む複合体について、束縛された2本の棒のモデルでの解析を進める。

2.ペプチドをdAに結合したキメラ体をもちいた抗原性や細胞内の標的を狙ったDDSの可能性を探る。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Enhanced In-vitro Efficacy of Antisense Delivery by Use of Low-molecular Weight Polysaccharide/DNA Complex2021

    • 著者名/発表者名
      Sumiya Kazuki、Izumi Hiroto、Mochizuki Shinichi、Sakurai Kazuo
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 50 ページ: 1191~1193

    • DOI

      10.1246/cl.210058

    • 査読あり
  • [雑誌論文] First Observation of the Hydration Layer around Polymer Chain by Scattering and Its Relationship to Thromboresistance: Dilute Solution Properties of PMEA in THF/Water2021

    • 著者名/発表者名
      Kanamaru Takuma、Araki Masataka、Takahashi Rintaro、Fujii Shota、Shikata Toshiyuki、Murakami Daiki、Tanaka Masaru、Sakurai Kazuo
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 125 ページ: 7251~7261

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.1c01864

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weak Interplay between Hydrophobic Part of Water-soluble Polymers and Serum Protein2021

    • 著者名/発表者名
      Takano Shin、Islam Waliul、Fujii Shota、Maeda Hiroshi、Sakurai Kazuo
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 50 ページ: 1392~1393

    • DOI

      10.1246/cl.210156

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binding assay of human Dectin-1 variants to DNA/β-glucan complex for active-targeting delivery of antisense DNA2021

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Nobuaki、Izumi Hiroto、Kira Ryoma、Morimoto Yasuo、Mochizuki Shinichi、Sakurai Kazuo
    • 雑誌名

      Carbohydrate Research

      巻: 500 ページ: 108219~108219

    • DOI

      10.1016/j.carres.2020.108219

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterizing block-copolymer micelles used in nanomedicines via solution static scattering techniques2021

    • 著者名/発表者名
      Akiba Isamu、Sakurai Kazuo
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 53 ページ: 951~973

    • DOI

      10.1038/s41428-021-00489-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymer Micelles Composed of Molecular‐Bottlebrush‐Based Surfactants: Precisely Controlling Aggregation Number Corresponding to Polyhedral Structures2021

    • 著者名/発表者名
      Fujii Shota、Eichhorn Jonas、Schacher Felix H.、Brendel Johannes C.、Sakurai Kazuo
    • 雑誌名

      Macromolecular Rapid Communications

      巻: 42 ページ: 2100285~2100285

    • DOI

      10.1002/marc.202100285

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Manipulating the Morphology of Amphiphilic Graft-Copolymer Assemblies by Adjusting the Flexibility of the Main Chain2021

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Tomoki、Fujii Shota、Sakurai Kazuo、Sasaki Yoshihiro、Akiyoshi Kazunari
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 54 ページ: 7003~7009

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.1c01030

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Analysis of an Octameric Resorcinarene Self-Assembly in Toluene and its Morphological Transition by Temperature2021

    • 著者名/発表者名
      Fujii Shota、Sakurai Kazuo
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 12 ページ: 6464~6468

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.1c01978

    • 査読あり
  • [雑誌論文] β-1.3 Glucan Complex Drastically Suppresses Kidney Clearance of siRNA2021

    • 著者名/発表者名
      Uno Atsushi、Arima Kenji、Ushida Maki、Katayama Yuka、Shimazaki Masako、Amano Kanako、Namikawa Reiko、Sakurai Kazuo
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 50 ページ: 1778~1780

    • DOI

      10.1246/cl.210334

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel β-glucan?oligonucleotide complex selectively delivers siRNA to APCs via Dectin-12021

    • 著者名/発表者名
      Uno Atsushi、Arima Kenji、Shimazaki Masako、Ushida Maki、Amano Kanako、Namikawa Reiko、Sakurai Kazuo
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 338 ページ: 792~803

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2021.09.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Internalization into cancer cells of zwitterionic amino acid polymers <i>via</i> amino acid transporter recognition2021

    • 著者名/発表者名
      Takano Shin、Sakurai Kazuo、Fujii Shota
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 12 ページ: 6083~6087

    • DOI

      10.1039/D1PY01010G

    • 査読あり
  • [学会発表] An alternating copolymer exhibiting the microphase-structure transition fromultrathin plate to unimeric sphere2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Sakurai
    • 学会等名
      ACS Spring2022 NATIONAL MEETING & EXPOSITION
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel cyclodextrin-based nanoparticle delivering alpha mangostin to treat brainischemia2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Sakurai
    • 学会等名
      ACS Spring2022 NATIONAL MEETING & EXPOSITION
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA を2分子含む多糖核酸複合体からの X 線小角散乱散乱2021

    • 著者名/発表者名
      櫻井 和朗
    • 学会等名
      第70回高分子年次大会
  • [学会発表] Me散乱を用いたサブから数十ミクロン粒子を含む溶液の解析2021

    • 著者名/発表者名
      櫻井 和朗
    • 学会等名
      第70回高分子年次大会
  • [学会発表] 小角X線散乱法で計測したナノ粒子製剤2021

    • 著者名/発表者名
      櫻井 和朗
    • 学会等名
      SPring-8ユーザー協同体(SPRUC)研究会「小角散乱とナノ粒子製剤のCMC」
    • 招待講演
  • [産業財産権] 粒子および粒子の製造方法、ならびに薬剤、薬剤の製造方法、抗がん剤2020

    • 発明者名
      櫻井和朗、他
    • 権利者名
      北九州市立大学、他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      WO2021/054063 A1
    • 外国

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公開日: 2022-12-28  

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