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2015 年度 実績報告書

ガン温熱化学療法に有効なナノキャリアの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25350549
研究機関東北大学

研究代表者

森本 展行  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00313263)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード自己組織化 / ベタイン型ポリマー / ナノ粒子 / 細胞毒性 / 刺激応答性
研究実績の概要

ガン温熱化学療法へ展開しえるナノキャリアの開発を目指し、ポリエチレングリコール(PEG)とポリ(3-ジメチル(メタクリロイルオキシエチル)アンモニウムプロパンスルホン酸)(SB)によるブロックコポリマーを調製した。このポリマーは純水中で多重膜ミクロスフィアを自己組織的に形成し、加温により解離した。この解離温度は、SBポリマーの示す上限臨界共溶温度に依存し、狭い温度域で会合-解離が繰り返し応答しえること、さらにPEG含量により転移温度を制御しえた。このミクロスフィアは熱刺激に加え電場の付加により融合を制御しえること、さらに流動場においても融合-解離が制御しえた。また、塩添加によりこのミクロスフィアは解離するが、生理塩濃度においては解離状態しかとりえなかったため、この条件下で温度応答を示すポリマーの開発を行った。その中でスルホベタイン構造のカチオン部位をアルキル鎖からピリジン環とすることで生理塩条件下でも安定なミクロスフィアの形成に成功したが、温度応答性が鈍化するとともに、毒性の発現が確認された。このため、PEGとSBのランダムコポリマーを調製した。このポリマーは生理条件下においてもナノスフィアを形成しえ、細胞毒性をほとんど示さないこと、膜透過が主要と考えられる経路での驚くべき細胞内導入能を明らかとした。本年度は、このポリマーへローダミンBを修飾すると毒性を示さずにミトコンドリアへの選択性を付与しえたとともに、抗ガン剤であるドキソルビシン(Dox)を修飾するとミトコンドリアや核へ集積した。Doxをポリマーへ安定に化学修飾してもポリマーは低温でも細胞内へ効率よく導入できることに加え、導入効率から推察するとDoxの薬効を低下させずに細胞毒性を発揮し、アポトーシスを誘導しえた。誘電加温システムを用いてDoxポリマーの効果を検討したところ、20%程度の毒性上昇がみられた。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] モントリオール大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      モントリオール大学
  • [雑誌論文] Membrane translocation and organelle-selective delivery steered by polymeric zwitterionic nanospheres.2016

    • 著者名/発表者名
      N. Morimoto, M. Wakamura, K. Muramatsu, S. Toita, M. Nakayama, W. Shoji, M. Suzuki, F. M. Winnik.
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 17 ページ: 1523-1535

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.6b00172

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rotational motion of rhodamine 6G tethered to actin through oligo (ethylene glycol) linkers studied by frequency-domain fluorescence anisotropy.2015

    • 著者名/発表者名
      T. Wazawa, N. Morimoto, T. Nagai, M. Suzuki.
    • 雑誌名

      Biophys. Physicobiol.

      巻: 12 ページ: 87-102

    • DOI

      10.2142/biophysico.12.0_87

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微粒子バイオマテリアル2015

    • 著者名/発表者名
      森本展行、野村直之
    • 雑誌名

      バイオマテリアル -生体材料-

      巻: 33 ページ: 278-283

  • [学会発表] Trading of DNA oligomers encapsulated into self-assembled microsphere2015

    • 著者名/発表者名
      N. Morimoto, R. Takei, S. M. Nomura, M Suzuki
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015)
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞膜透過型スルホベタインポリマーナノスフィアによる細胞内動態制御2015

    • 著者名/発表者名
      森本 展行、若村 優、中山 勝文、東海林 亙、鈴木 誠
    • 学会等名
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都テルサ、京都
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-10
  • [学会発表] スルホベタインコポリマーナノスフィアの細胞内導入機構解析2015

    • 著者名/発表者名
      若村 優、森本 展行、中山 勝文、東海林 亙、鈴木 誠
    • 学会等名
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都テルサ、京都
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-10
  • [学会発表] 多層膜ミクロスフィアに内包したDNAの交換とその配列依存性2015

    • 著者名/発表者名
      武井 里歩、森本 展行、野村 慎一郎、鈴木 誠
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学、仙台
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] PEG-スルホベタインコポリマーナノスフィアによる細胞内動態制御2015

    • 著者名/発表者名
      若村 優、森本 展行、中山 勝文、東海林 亙、鈴木 誠
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学、仙台
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] Mg/Ca 結合 F-アクチンの多重水和状態2015

    • 著者名/発表者名
      R. Chishima, A. Imao, G. Mogami, T. Watanabe, T. Wazawa, N. Morimoto, M. Suzuki
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学、金沢
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [学会発表] 細胞膜透過型高分子ナノスフィアの設計と細胞内動態解析2015

    • 著者名/発表者名
      森本 展行、若村 優、中山 勝文、東海林 亙、鈴木 誠
    • 学会等名
      第31回日本DDS学会学術集会
    • 発表場所
      京王プラザホテル、東京
    • 年月日
      2015-07-02 – 2015-07-03
  • [学会発表] 多層膜ミクロスフィア中への DNA オリゴマー内包と その交換挙動2015

    • 著者名/発表者名
      森本 展行、武井 里歩、野村 慎一郎、鈴木 誠
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、札幌
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29

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公開日: 2017-01-06  

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