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本研究は、生体適合性、生分解性、生体吸収性等に優れるタンパク質のみを構成成分として、粒径がナノメートルスケールで精密に制御され、かつ安定な構造を有する高機能化タンパク質ナノスフィアを設計・構築し、これをキャリアとして用いてがん細胞をターゲッティングするドラッグデリバリーシステム(DDS)を開発することを目的として行った。
これまでの研究により、エラスチンの疎水性ドメインをモチーフとした温度応答性ポリペプチド (AVGVP)nとポリアスパラギン酸 (Dm)の融合タンパク質が、加温により直径50 nm程度の均一なナノスフィアを形成することを明らかにしてきた。このナノスフィアは、分子設計により表面に任意の機能タンパク質を提示することが可能であり、一方内部は疎水性コアを形成するため、疎水性化合物を容易に内包することができる。これを利用してがん細胞への特異的送達を行うため、表面にEGF (Epidermal Growth Factor)、抗体結合タンパク質、DNAアプタマー、iRGDペプチド等様々な分子認識機能を有する分子を提示し、内部には抗がん剤を包含したタンパク質ナノスフィアを構築した。これらタンパク質ナノスフィアは、がん細胞を特異的に認識することができ、がん細胞に到達後は内部の薬剤を放出し殺傷できることが明らかとなった。
最終年度で構築したiRGDペプチドは、細胞接着配列RGDと組織透過性配列CendRを組み合わせた環状ペプチドである。iRGDペプチドを表面提示、抗がん剤パクリタキセルを内包したタンパク質ナノスフィアを、RGDのターゲットであるインテグリンを過剰発現しているがん細胞に添加した。その結果、細胞死が顕著に促進され、構築したナノスフィアががん細胞に対する優れた標的能と細胞内輸送能を有し、DDSキャリアとして高い性能を有することが明らかとなった。
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