ナノ粒子による脳疾患治療への挑戦

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22659008
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理系薬学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 長崎 幸夫 筑波大学, 数理物質系, 教授 (90198309)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 脳血液関門 / ナノ粒子 / DDS / 超音波 / アルツハイマー

研究概要

本研究はアルツハイマー病、脳梗塞再灌流や脳出血等の脳疾患に対し、ナノ治療による効果的治療を行うため、様々な投与法とその送達効果に関して検討した。ナノ粒子は両親媒性の分子量1万程度の高分子の自己組織化により作成し、疎水性セグメント側鎖にニトロキシドラジカルを導入した(ラジカルナノ粒子、RNP)。pH=7以下で崩壊するナノ粒子とpHの変化にかかわらず崩壊しないナノ粒子を調製し(それぞれRNP^NおよびRNP^O)静脈投与、経口投与、経鼻投与に関して検討した。RNP^Oは静脈投与で1%程度脳内に送達された。集束超音波ビームを利用することにより送達率が一桁上がることが確認された。経口投与では血中に全く取り込まれることがないことが確認された。RNP^Nは静脈投与ではRNP^Oと同様の傾向であった。一方経口投与では5.7%血中に取り込まれ、その一部は脳に送達されることが確認された。これらの結果を基にアルツハイマー病モデルマウスにRNP^Nを経口投与したところ、4週間でほぼ完全に病態が回復する結果が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Pharmacokinetic Study and In Vivo Cancer Boron Neutron Capture Therapy Based on Core-Polymerized and Boron-Conjugated Micelles (2012)
  • 著者名/発表者名: Shogo Sumitani, Motoi Oishi, TatsuyaYaguchi, Hiroki Murotani, Yukichi Horiguchi, Minoru Suzuki, Koji Ono, Hironobu Yanagie, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: Volume 33, Issue 13 ページ: 3568-3577
  • DOI: DOI:10.1016/j.biomaterials.2012.01
• [雑誌論文] Nitroxide radicals and nanoparticles : A partnership for nanome dicineradical delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Therapeutic Delivery 巻: 3(2) ページ: 1-15
• [雑誌論文] The Use of Nitroxide Radical-containing Nanoparticles Coupled with Piperine to Protect Neuroblastoma SH-SY5Ycells from Aβ-Induced Oxidative Stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Toru Yoshitomi, Han Junkyu, Hiroko Isoda, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 32 ページ: 8605-8612
• [雑誌論文] Chemical Nanotherapy-Nitroxyl Radical-containing Nanoparticle(RNP) Protects Neuroblastoma SH-SY5Y cellsfrom Ass-induced Oxidative Stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Chonpathompikunlert Pennapa, Toru Yoshitomi, Han Junkyu, Kazuko Toh, HirokoIsoda, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Therapeutic Delivery 巻: 2(5) ページ: 585-597
• [雑誌論文] Nitroxy lradical-containing nanoparticles for novelnanomedicine against oxidative stress injury (2011)
  • 著者名/発表者名: Toru Yoshitomi, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Nanomedicine, April 巻: Vol. 6, No. 3 ページ: 509-518
• [雑誌論文] Newly Synthesized Radical-containing Nanoparticles(RNP) Enhance Neuroprotection after Cerebral Ischemia-reperfusion Injury (2011)
  • 著者名/発表者名: Aki Marushima, Hideo Tsurusima, Toru Yoshitomi, Kazuko Toh, Aki Hirayama, Yukio Nagasaki, Akira Matsumura
  • 雑誌名: Neurosurgery 巻: 68 ページ: 1418-1426
• [雑誌論文] TEMPOL Protects Human NeuroblastomaSH-SY5Ycells Against β-amyloid-induced Cell Toxicity (2011)
  • 著者名/発表者名: Chonpathompikunlert Pennapa, Han Junkyu, Toh Kazuko, Hiroko Isoda, Nagasaki Yukio
  • 雑誌名: European Journal of Pharmacology 巻: 650 ページ: 544-549
• [雑誌論文] 脳虚血再灌流における酸化ストレス障害と脳保護療法-pH応答性ラジカル含有ナノ粒子(radical-containing nanoparticle : RNP)の可能性- (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸島愛樹, 鈴木謙介, 長崎幸夫, 吉冨徹, 藤加珠子, 鶴嶋英夫, 平山暁, 松村明
  • 雑誌名: 脳卒中 巻: 32 ページ: 552-5580
• [雑誌論文] Redox Nanoparticle Treatment Protects Against Neurological Deficitin Focused Ultrasound-Induced Intracerebral Hemorrhage
  • 著者名/発表者名: Pennapa Chonpathompikunlert, Ching-HsiangFan, Yuki Ozaki, Toru Yoshitomi, Chih-Kuang Yeh, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Nanomedicine 巻: (in press)
• [雑誌論文] Design andpreparation of a nanoprobe for imagingin flammation sites
  • 著者名/発表者名: Toru Yoshitomi, Yukio Nagasaki
  • 雑誌名: Biointerphase, in press
• [学会発表] Oral Nanotherapy by Redox Polymer Nanoparticle, International Advanced Drug Delivery System(IADDS) (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: Industrial Technology Research Institute
  • 発表場所: Hsinchum, Taiwan
  • 年月日: 2012-04-26
• [学会発表] Redox nanoparticle therapy for ischemic reperfusion injuries, UK-Japan Research Symposium :, Molecular Mechanisms of Stress Response in Disease (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: Tsukuba Science Information Center
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2012-04-07
• [学会発表] Nanotherapy byself-assembling redox polymer, Seminar atU.C. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: San Diego, San Diego
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Effects of nitroxideradical-containing nanoparticles suppress inflammation-induced edema and pain behaviorin mice, MANA International Symposium 2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: Pennapa Chonpathompikunlert, ToruYoshitomi, Yukio Nagasaki
  • 学会等名: PB-12,Tsukuba
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 2012-03-02
• [学会発表] Design for Interfacebetween Biology and Materials and theirapplication to Nanomedicine, Seminar at Adam Mickewicz University (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: Bionano Technology Center
  • 発表場所: Poznan, Poland
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] 脳疾患に作用するレドックスポリマードラッグ (2011)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 津島キャンパス,岡山大学
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] SELF-ASSEMBLINGREDOX POLYMER DRUG FORANTI-OXIDATIVE STRESS INJURY, 2nd International School-Nano2011. Nanomaterialsand Nanotechnologies in Living Systems. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: Safety and Nanomedicine
  • 発表場所: Moscow Region, Russia
  • 年月日: 20110919-24
• [学会発表] Self-Assembling Redox Polymer for Ischemia Reperfusion Therapy (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: The 3rd Asian Biomaterials Congress
  • 発表場所: BEXCO Busan, Korea
  • 年月日: 20110915-17
• [学会発表] 「Self-assembling Redox Polymer Drugs for Cancer, Cerebral Disease and Inflammatory Bowel Disease, Polymers in Medicine and Biology 2011 (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: the Hilton Sonoma Wine Country in Santa Rosa
  • 発表場所: California USA
  • 年月日: 20110902-05
• [学会発表] 「SELF-ASSEMBLINGREDOX POLYMER DRUGS FOR NOVELNANOTHERAPY」, 5th Biennial Meeting of SFRR Asia 2011 (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: Kagoshima Citizens' Culture Hall
  • 発表場所: Kagoshima, Japan
  • 年月日: 20110831-0904
• [学会発表] Design and Applications of Poly(chloromethylstyrene)-Based Materials for Surface Modification by Atmospheric Plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: The 24th Symposium on Plasma Science for Materials (SPSM-24)
  • 発表場所: Osaka University
  • 年月日: 20110719-20
• [学会発表] 収束超音波ビーム/マイクロバブル法による脳出血障害のレドックスナノ粒子による抑制効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫, Chonpathompikunl Pennapa,吉冨徹,尾崎佑樹, Yeh Chi-Kuang, Fan Ching-Hsiang
  • 学会等名: 第64回日本酸化ストレス学会
  • 発表場所: 北海道ルスツリゾートホテル & コンベンション
  • 年月日: 20110702-03
• [学会発表] ナノ粒子がアシストするピンポイント治療 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 学会等名: 第27回日本DDS学会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 20110609-10
• [学会発表] 自己組織化能を有する新しいレドックス型ポリマードラッグ(RPD) (2011)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 学会等名: 第27回日本DDS学会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 20110609-10
• [学会発表] Combination nanotherapy for drug delivery by antioxidative nanocarrier (2011)
  • 著者名/発表者名: Chonpathompikunlert Pennapa, YoshitomiToru, Han Junkyu, Toh Kazuko, Isoda Hiroko,Nagasaki Yukio
  • 学会等名: International Symposium on Free Radical Research Contribution to Medicine
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20110120-21
• [学会発表] Self-assembled Redox Polymers for Novel Nanomedicine, GCOE satellite symposium on nanobioscience, nanobiotechnology and nanomedicine (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: Kyushu University. Fukuoka
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] Self-assembled Redox Polymer Drug-Synthesis, Physicochemical Characteristics and Nanotherapy- (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: Advanced ESR Studies for New Frontiers in Biofunctional Spin Science and Technology"(AEBST 2011)
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2011-11-13
• [学会発表] Polymer Nanoparticle-based Nitric Oxide (NO)Photodonor with NO-mediated Antitumor Activity, The 11^〈th〉 Annual Congress of the Korean Photodynamic Association and the 3rdSymposium of the Asian Photodynamic Association (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: Industry-University Cooperation Bldg
  • 発表場所: Konkuk University, Korea
  • 年月日: 2011-08-20
• [学会発表] レドックスナノメディシンの特徴と機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 学会等名: フリーラジカルスクール
  • 発表場所: 館山
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] Nanomedicine for the treatment of neurological disease, cancer and inflammatory bowel disease-Design of nitroxide radical-containing nanoparticle as ananti-oxidative stress nanotherapy- (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nagasaki
  • 学会等名: Georgetown University Seminar
  • 発表場所: Georgetown Univ. USA
  • 年月日: 2011-08-03
• [学会発表] Nanoparticle Therapy-Nitroxyl Radicals in Nanoparticle Scavenge ROS in Ischemia Reperfusion Injury- (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagasaki Yukio
  • 学会等名: SFRBM2010-17th Annual Meeting of the Society forFree Radical Biology and Medicine
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 20101117-21
• [学会発表] Novel Nanoparticles Functionalized for Anti-Oxidative Stress (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagasaki Yukio
  • 学会等名: NanoDDS`10
  • 発表場所: Omaha, Nebraska USA
  • 年月日: 20101003-05
• [学会発表] ニトロキシルラジカル含有ナノ粒子を用いた酸化ストレス障害の治療と診断 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉冨徹,長崎幸夫
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20100915-17
• [学会発表] Nitroxyl Radical Containing Nanoparticle for Novel Theranostics (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagasaki Yukio
  • 学会等名: 3rdInternational Nano Bio Conference
  • 発表場所: Zurich Switzerland
  • 年月日: 20100823-27
• [学会発表] 酸化ストレス疾患の治療と診断を目指したラジカル含有ナノ粒子の設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉冨徹, 長崎幸夫
  • 学会等名: 第39回医用高分子シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 20100726-27
• [学会発表] Novel Nanoparticle The ranostics for Anti-oxidative Stress-Nanoparticle for Ischemia Reperfusion Injury- (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagasaki Yukio
  • 学会等名: The 37th Annual Meetingand Exposition of the Controlled ReleaseSociety
  • 発表場所: Portland, Oregon, USA
  • 年月日: 20100710-14
• [学会発表] Neuroprotective effect of Radical-containing Nanoparticle (RNP) against Alzheimer's amyloid beta-peptide(1-42)-induced oxidative stress in SH-SY5Ycells (2010)
  • 著者名/発表者名: Chonpathompikunlert Pennapa, Yoshitomi Toru, Han Junkyu, Toh Kazuko, Isoda Hiroko, Nagasaki Yukio
  • 学会等名: 第63回日本酸化ストレス学会学術集会
  • 発表場所: 神奈川県民ホール
  • 年月日: 20100624-25
• [学会発表] Novel Anti-Oxidative Stress Nanoparticle for Ischemia Reperfusion-Injury, 2010 Annual Meeting and Exposition (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagasaki Yukio
  • 学会等名: Society for Biomaterials, Washington State Convention Center
  • 発表場所: Washington, Seattle, USA
  • 年月日: 20100421-24
• [学会発表] 抗酸化ストレス能を創り込んだナノメディシンの創出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 学会等名: Bio Japan2010
  • 発表場所: パシフィコ横浜ディ
  • 年月日: 2010-10-01
• [学会発表] Yoshitomi Toru : Novelnitroxyl radical containing nanoparticle : Bioimaging and therapy (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagasaki Yukio
  • 学会等名: 240th ACS National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Boston, Massachusetts, USA
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] ニトロキシラジカルを利用した新しいバイオマテリアルの設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] Nitroxyl radical-containing nanoparticles for ischemia reperfusion injury (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagasaki Yukio
  • 学会等名: Particle 2010
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 2010-05-23
• [図書] 高分子材料が一番わかる (2011)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 総ページ数: 20
  • 出版者: 技術評論社
• [図書] ACS Symposium Series (2010)
  • 著者名/発表者名: 長崎幸夫
  • 総ページ数: 243-258
  • 出版者: American Chemical Society, Design of Highly Functional Antiferritin-Immunolatex by Hybridization of Antiferritin/Mixed-PEG Polymers onto Polystyrene Submicroparticles
• [備考]
  • URL: http://www.ims.tsukuba.ac.jp/~nagasaki_lab/index.htm