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2015 年度 実施状況報告書

脳組織標的指向化超分子プロドラッグによる革新的ライソゾーム病治療アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 26750155
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

田村 篤志  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (80631150)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードシクロデキストリン / ポリロタキサン / コレステロール / ライソゾーム病 / ニーマンピック病C型 / リソソーム / オートファジー
研究実績の概要

研究代表者は、ニーマンピック病C型(NPC病)に対する治療薬としてβ-シクロデキストリン(β-CD)空洞部に高分子鎖が貫通したポリロタキサンの利用を提唱している。本研究課題では、NPC病モデルマウスに対する治療効果を明らかとすることを目的に研究を実施した。平成27年度は、NPC病モデルマウスにポリロタキサン、または現在臨床試験が進められているヒドロキシプロピル-β-CD(HP-β-CD)を投与し、治療効果の評価を行った。NPC病モデルマウスの生存期間は中央値で68日であったのに対し、ポリロタキサン投与群(500 mg/kg)では生存期間が89日まで延長した。HP-β-CDを4000 mg/kgで投与したマウスでは生存期間の延長が確認されたが、ポリロタキサンと同濃度である500 mg/kgで投与した場合には有意な生存期間の延長が認められなかった。次に組織レベルでの治療効果を評価した結果、NPC病モデルマウスでは主要臓器中のコレステロール含量の増加、AST, ALT値の増加、ならびに各組織の空胞化が認められた。一方、ポリロタキサンを投与したNPC病モデルマウスでは主要臓器中のコレステロール含量、AST、ALT値が野生型マウスと同レベルまで減少した。また、各組織の空胞化の程度も軽微であった。
ポリロタキサンの安全性を確認するために、野生型マウスに対しポリロタキサンを反復投与し、安全性評価を行った。ポリロタキサンの投与による急性毒性、体重変化、組織形態の変化、炎症の惹起、ならびに血中成分の濃度の有意な差は認められなかった。HP-β-CDは高濃度での投与により組織障害性や聴力低下等の副作用を示すことが指摘されているが、ポリロタキサン低濃度での投与でもNPC病モデルマウスに対する治療効果を示すとともに、野生型マウスに対しては顕著な有害事象は示さないことから、より有効な薬剤としての応用が期待される。

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

生存期間の評価など長期的な観察が必要な実験に時間を要したため、一部の実験で結果が得られていないものの、本年度の研究により本研究課題の目的であるNPC病モデルマウスに対するポリロタキサンの治療効果を明らかにすることができた。よって、本研究課題はおおむね順調に進展していると評価することができる。

今後の研究の推進方策

次年度はより効果的なNPC病治療薬の開発を目的に、ポリロタキサンの分子設計や投与形態を改良することで脳へのターゲティングの可能性について検討する計画である。

次年度使用額が生じた理由

本課題では、ニーマンピック病C型(NPC病)に対するポリロタキサンの治療効果を明らかにすることを目的としている。具体的にはNPC病モデルマウス(Npc1ノックアウトマウス)を作成し、ポリロタキサン投与後の生存期間等を目安に生存期間を評価するが、所属機関の動物実験施設の改修工事が遅れたため、それに伴い動物実験開始が半年遅れることとなった。大部分の実験については既に実験結果を得ているものの、長期的な観察が必要な実験は事業期間内での終了が困難な見通しのため、事業期間の延長を申請するとともに予算の一部を次年度へ繰り越した。

次年度使用額の使用計画

繰り越した予算は動物実験施設利用料、ならびに動物実験消耗品の購入に使用する計画である。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち謝辞記載あり 4件、 査読あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 細胞内分解性ポリロタキサンによるニーマンピック病C型治療2015

    • 著者名/発表者名
      田村篤志, 由井伸彦
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 66 ページ: 925-932

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 人工材料(有機)2015

    • 著者名/発表者名
      田村篤志
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 44 ページ: 169-172

    • DOI

      10.11392/jsao.44.169

  • [雑誌論文] Acid-labile polyrotaxane exerting endolysosomal pH-sensitive supramolecular dissociation for therapeutic applications2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Nishida, Atsushi Tamura, Nobuhiko Yui
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 6 ページ: 4040-4047

    • DOI

      10.1039/C5PY00445D

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Supramolecular polyelectrolyte complexes of bone morphogenetic protein-2 with sulfonated polyrotaxanes to induce enhanced osteogenic differentiation2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Terauchi, Go Ikeda, Kei Nishida, Atsushi Tamura, Satoshi Yamaguchi, Kiyoshi Harada, Nobuhiko Yui
    • 雑誌名

      Macromolecular Bioscience

      巻: 15 ページ: 953-964

    • DOI

      10.1002/mabi.201500032

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cationic polyrotaxanes as a feasible framework for the intracellular delivery and sustainable activity of anionic enzymes: a comparison study with methacrylate-based polycations2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamura, Go Ikeda, Kei Nishida, Nobuhiko Yui
    • 雑誌名

      Macromolecular Bioscience

      巻: 15 ページ: 1134-1145

    • DOI

      10.1002/mabi.201500083

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 酸分解性ポリロタキサンの設計とニーマンピック病C型に対する治療効果の評価2016

    • 著者名/発表者名
      田村篤志, 由井伸彦
    • 学会等名
      第25回インテリジェント材料・システムシンポジウム
    • 発表場所
      東京女子医科大学, 東京
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-09
  • [学会発表] Design of pH-sensitive stimulus-sensitive polyrotaxanes exhibiting the supramolecular dissociation in response to metabolic acidosis2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Nishida, Atsushi Tamura, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Heparin-mimicking supermolecules for enhancing supramolecular polyrotaxane enhances osteoinduction ability of with bone morphogenetic protein-22015

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Terauchi, Takasuke Inada, Tomoki Kanemaru, Kei Nishida, Atsushi Tamura, Satoshi Yamaguchi, Kiyoshi Harada, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Cyclodextrin-threaded biocleavable polyrotaxanes for the therapy of lysosomal storage disorders2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamura, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] ニーマンピック病C型モデルマウスに対する酸分解性ポリロタキサンの治療効果の評価2015

    • 著者名/発表者名
      田村篤志, 由井伸彦.
    • 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] ニーマンピック病C型の代謝表現型に対する分解応答型インターロック高分子の機能評価2015

    • 著者名/発表者名
      田村篤志, 由井伸彦
    • 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] 分解応答型インターロックポリマーによる細胞代謝機能の改善2015

    • 著者名/発表者名
      田村篤志
    • 学会等名
      新学術領域研究ナノメディシン分子科学 第9回公開シンポジウム 細胞内環境の理解と制御
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス小柴ホール, 東京
    • 年月日
      2015-07-01 – 2015-07-01
    • 招待講演
  • [学会発表] ライソゾーム病治療法への応用を目指したpH応答性ポリロタキサンの設計と機能評価2015

    • 著者名/発表者名
      西田慶, 田村篤志, 由井伸彦
    • 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
  • [学会発表] 環サイズの異なるシクロデキストリンを包接したポリロタキサンの調製と神経変性疾患由来細胞におけるオートファジー機能の評価2015

    • 著者名/発表者名
      田村篤志, 由井伸彦
    • 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
  • [学会発表] Polyrotaxane-based intracellular delivery of cyclodextrins for intractable disease therapies2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamura
    • 学会等名
      Joint Conference of 8th Asian Cyclodextrin Conference and 32nd Cyclodextrin Symposium
    • 発表場所
      Kumamoto Prefectural Community Center PAREA, Kumamoto
    • 年月日
      2015-05-13 – 2015-05-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Biocleavable polyrotaxanes for ameliorating lysosomal cholesterol accumulation and impaired autophagic flux in Niemann-Pick type C disease2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamura, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      The 5th Asian Biomaterials Congress
    • 発表場所
      Chientan Youth Activity Center, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-05-06 – 2015-05-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of acid-labile polyrotaxanes eliciting an endolysosomal pH-specific supramolecular dissociation for therapeutic application2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Nishida, Atsushi Tamura, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      The 5th Asian Biomaterials Congress
    • 発表場所
      Chientan Youth Activity Center, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-05-06 – 2015-05-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhanced bone morphogenetic protein 2-induced osteogenic differentiation by supramolecular polyelectrolyte complexation with sulfonated polyrotaxanes2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Terauchi, Go Ikeda, Kei Nishida, Atsushi Tamura, Satoshi Yamaguchi, Kiyoshi Harada, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      The 5th Asian Biomaterials Congress
    • 発表場所
      Chientan Youth Activity Center, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-05-06 – 2015-05-09
    • 国際学会
  • [学会発表] 硫酸化ポリロタキサンを用いた骨形成因子複合体の調製と分化誘導能の評価2015

    • 著者名/発表者名
      寺内正彦, 田村篤志, 原田清, 由井伸彦
    • 学会等名
      第65回日本歯科理工学会学術講演会
    • 発表場所
      仙台市情報・産業プラザ, 仙台
    • 年月日
      2015-04-11 – 2015-04-12
  • [図書] DDSキャリア作成プロトコル集 第3章 細胞内分解性ポリロタキサンを用いた薬物送達と超分子医薬への応用2015

    • 著者名/発表者名
      田村篤志, 由井伸彦
    • 総ページ数
      262
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2017-01-06  

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