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2011 年度 実績報告書

ブロック共重合体の精密設計に基づく全身投与型siRNAデリバリーシステムの創製

研究課題

研究課題/領域番号 23390009
研究種目

基盤研究(B)

研究分野 物理系薬学
研究機関東京大学

研究代表者

西山 伸宏  東京大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (10372385)

研究分担者 宮田 完二郎  東京大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (50436523)
キーワードドラッグデリバリー / siRNA / ブロック共重合体 / ポリエチレングリコール(PEG) / ポリ(L-リジン)(PLL)
研究概要

本研究では、poly(ethylene glycol)-poly(L-lysine)(PEG-PLL)ブロック共重合体とsiRNAによって形成されるナノスケールの会合体(PICナノキャリア)を基盤として、分子修飾と構造最適化を行い、がんなどの疾患治療に応用可能な新規siRNAキャリアを構築することを目指している。初年度となる本年度においては、PEG分子量とPLL重合度が異なるPEG-PLLや分岐状PEGを有する(PEG)_2-PLLを合成し、siRNAとの会合体形成を電気泳動、蛍光相関分光(FCS)解析、超遠心分析によって評価した。その結果、40個のリン酸残基を有するsiRNAに対して電荷がマッチングするようにPEG-PLLおよび(PEG)_2-PLLが会合することが確認された。すなわち、PLLの重合度が20、40および80の場合において、それぞれ1分子siRNAと2分子のPEG-PLL、1分子siRNAと1分子のPEG-PLLおよび2分子siRNAと1分子のPEG-PLLから構成されるPICナノキャリアが形成された。次に、これらのPICナノキャリアの血中滞留性と固形がん(ヒト腎がんOS-RC2細胞)への集積性を蛍光標識siRNAを用いて評価したところ、分岐状PEGを有し、PLLの重合度が20の(PEG)_2-PLLから形成されるPICナノキャリアが比較的高い血中滞留性とがん集積性を示し、PEGの分子量が21000×2の場合に最も優れた結果が得られた。この組成の(PEG)_2-PLLから形成されるPICナノキャリアはsiRNAが最も効果的にPEGによって覆われた構造を有するものと考えられ、以上のように本年度は望ましい体内動態を示すPICナノキャリアの組成を決定することができた。

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

PEG分子量とRLL重合度が異なるPEG-PLLや分岐状PEGを有する(PEG)_2-PLLを合成し、siRNAとの会合体の形成能を評価した。特に、望ましい体内動態を示すPICナノキャリアの組成を決定することができたことは次年度以降の研究において非常に重要であると考えている。

今後の研究の推進方策

本年度の研究により、望ましい体内動態を示すPICナノキャリアの組成を決定することができたために、今後は、in vivoにおけるsiRNAの活性、例えば、治療用siRNAによる固形がんに対する治療効果などを検討していく予定である。さらに、in vivoにおける活性の向上を視野に入れて、リガンド分子を搭載したPICナノキャリアの構築にも着手する。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Enhanced stability and gene silencing ability of siRNA-loaded polyion complexes formulated from polyaspartamide derivatives with a repetitive array of amino groups in the side chain2012

    • 著者名/発表者名
      T. Suma
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 33 ページ: 2770-2779

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2011.12.022

  • [雑誌論文] Effective transgene expression without toxicity by intraperitoneal administration of PEG-detachable polyplex micelles in mice with peritoneal dissemination2012

    • 著者名/発表者名
      M.Kumagai, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      J.Control.Release

      巻: (in press)(印刷中)(掲載確定)

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2012.03.021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymeric micelles incorporating (1,2-diaminocyclohexane) platinum (II) suppress the growth of orthotopic scirrhous gastric tumors and their lymph node metastasis2012

    • 著者名/発表者名
      Md Rafi, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      J.Control.Release

      巻: (in press)(印刷中)(掲載確定)(未定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of intracellular trafficking and clearance from HeLa cells of doxorubic in-bound block copolymers2012

    • 著者名/発表者名
      K.Sakai-Kato, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      Int.J.Pharm.

      巻: 423 ページ: 401-409

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2011.12.022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micellization of cisplatin (NC-6004) reduces its ototoxicity in guinea pigs2012

    • 著者名/発表者名
      M.Baba, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      J.Control.Release

      巻: 157 ページ: 112-117

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2011.07.026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] PEG-detachable cationic polyaspartamide detivatives bearing stearoyl moieties for systemic siRNA delivery toward subcutaneous BxPC3 pancreatic tumor2011

    • 著者名/発表者名
      H.-J.Kim, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      J.Drug Target.

      巻: 20 ページ: 33-42

    • DOI

      10.3109/1061186X.2011.632010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accumulation of sub-100 nm polymeric mlicelles in poorly permeable tumours depends on size2011

    • 著者名/発表者名
      H.Cabral, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      Nat.Nanotech

      巻: 6 ページ: 815-823

    • DOI

      10.1038/nnano.2011.166

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of integrin targeting and PEG shielding on polyplex micelle internalization studied by live-cell imaging2011

    • 著者名/発表者名
      F.M.Mickler, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      J.Control.Release

      巻: 156 ページ: 364-373

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2011.08.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disulfide crosslinked polyion complex micelles encapsulating dendrimer phthalocyanine directed to improved efficiency of photodynamic therapy2011

    • 著者名/発表者名
      S.Herlambang, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      J.Control.Release

      巻: 155 ページ: 449-457

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2011.06.019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Odd-even effect of repeating aminoethylene units in the side chain of N-substituted polyaspartamides on gene transfection profiles2011

    • 著者名/発表者名
      H.Uchida, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 133 ページ: 15524-15532

    • DOI

      10.1021/ja204466y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of polymer structure on micelles formed between siRNA and cationic block copolymer Comprising thiols and amidines2011

    • 著者名/発表者名
      R.J.Christie, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 12 ページ: 3174-3185

    • DOI

      10.1021/bm2006714

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ quantitative monitoring of polyplexes and polyplex micelles in the blood circulation using intravital real-time confocal laser scanning microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      T.Nomoto, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      J.Control.Release

      巻: 151 ページ: 104-109

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2011.02.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced endosomal escape of siRNA-incorporating hybrid nanoparticles from calcium phosphate and PEG-block charge-conversional polymer for efficient gene knockdown with negligible cytotoxicity2011

    • 著者名/発表者名
      F.Pittella, N.Nishiyama, et al.
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 32 ページ: 3106-3114

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2010.12.057

    • 査読あり
  • [学会発表] ナノスケールのトロイの木馬として機能する高分子ミセルによる薬剤耐性の克服2011

    • 著者名/発表者名
      西山伸宏
    • 学会等名
      第13回図書館総合展フォーラム
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県,横浜市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-10
  • [学会発表] Development of polymeric micelles for innovative cancer diagnosis and treatment2011

    • 著者名/発表者名
      西山伸宏
    • 学会等名
      第70回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県,名古屋市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-03
  • [学会発表] Development of functional polymeric micelles for cancer diagnosis and therapy2011

    • 著者名/発表者名
      西山伸宏
    • 学会等名
      The 14th Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      Queen Sirikit National Convention Center(タイ,バンコク)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-08
  • [学会発表] Development of functional polymeric micelles for cancer diagnosis and therapy2011

    • 著者名/発表者名
      西山伸宏
    • 学会等名
      Singapore-Japan "Bioelectronics" Workshop
    • 発表場所
      けいはんなプラザ(京都府,相楽郡)(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-12
  • [学会発表] 高分子集合体を利用したターゲティング型DDSの開発2011

    • 著者名/発表者名
      西山伸宏
    • 学会等名
      第24回インターフェックスジャパン
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都 江東区)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-30
  • [学会発表] Design of smart nanocarriers for photosensitizer delivery2011

    • 著者名/発表者名
      西山伸宏
    • 学会等名
      13^<th> World Congress of International Photodynamic Association (IPA)
    • 発表場所
      Innsbruck Convention Center(Innsbruck,オーストリア)(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-12
  • [学会発表] Development of functional polymeric micelles for cancer diagnosis and therapy2011

    • 著者名/発表者名
      西山伸宏
    • 学会等名
      2011 International Symposium on Intelligent Drug Delivery Systems
    • 発表場所
      KIST(ソウル市,韓国)(招待講演)
    • 年月日
      2011-04-28

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公開日: 2013-06-26  

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