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2016 年度 実績報告書

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
キーワードポリロタキサン / シクロデキストリン / コレステロール / 酸化ステロール / オートファジー / ライソゾーム病 / ニーマンピック病C型 / リソソーム
研究実績の概要

本課題では、リソソームにコレステロールが蓄積するニーマンピック病C型(NPC病)に対する治療薬の開発を目的に、β-シクロデキストリン(β-CD)を含有したポリロタキサンによるNPC病の治療効果を明らかにするとともに、特定組織へのターゲティングを可能とする分子設計の確立を目的に研究を行った。前年度までの研究で、Npc1ノックアウトマウスに対しポリロタキサンを投与した結果、従来のβ-CD誘導体と比較して低投与量で治療効果を示すことを明らかにした。本課題は平成27年度で研究期間が終了する予定であったが、動物実験施設の改修工事の遅延の影響で動物実験の開始時期が遅れたため、研究期間の延長申請を行い平成28年度も本課題を実施した。
前年度得られたNpc1ノックアウトマウスに対する治療効果の機序を明らかにするために、体内動態、及び組織中コレステロールの定量評価を行った。ポリロタキサンを皮下投与後の体内動態、及び血中濃度変化を調べた結果、ポリロタキサンはβ-CD誘導体と比較して血中半減期が長いことが明らかになった。しかし、各組織への集積量はβ-CD誘導体と同程度であった。また、Npc1ノックアウトマウスに対し、計5回ポリロタキサンを皮下投与した後に、各組織中のステロール類の含量を評価した。その結果、Npc1ノックアウトマウスでは野生型マウスと比較して約10倍のコレステロールの蓄積が肺、肝臓、脾臓で認められた。また、酸化ステロールやコレステロール前駆体の蓄積量も顕著に上昇していた。ポリロタキサンを投与した結果、すべてのステロール類の蓄積が野生型マウスと同程度に維持されることが明らかになった。以上より、ポリロタキサンは組織集積量を大幅に増加させることはないものの、非常に効果的にコテステロール類の蓄積を抑制するため、β-CD誘導体と比較して低投与量で治療効果を示したと予想される。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Rational design of stimuli-cleavable polyrotaxanes for therapeutic applications2017

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

      Polymer Journal

      巻: 49 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1038/pj.2017.17

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Oligo(ethylene glycol)-modified β-cyclodextrin-based polyrotaxanes for simultaneously modulating solubility and cellular internalization efficiency2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamura, Moe Ohashi, Nobuhiko Yui
    • 雑誌名

      Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition

      巻: 28 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1080/09205063.2017.1304173

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] シクロデキストリンによるコレステロール動態制御と代謝疾患治療への展望2017

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

      細胞

      巻: 49 ページ: 85-90

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 環状糖類によるコレステロール動態の制御と脂質異常症治療への展開2016

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

      BIO Clinica

      巻: 31 ページ: 1378-1384

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tailoring the temperature-induced phase transition and coacervate formation of methylated β-cyclodextrins-threaded polyrotaxanes in aqueous solution2016

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

      Macromolecules

      巻: 49 ページ: 6021-6030

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.6b01493

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lysosomal pH-inducible supramolecular dissociation of polyrotaxanes possessing acid-labile N-triphenylmethyl end groups and their therapeutic potential for Niemann-Pick type C disease2016

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

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 17 ページ: 361-374

    • DOI

      10.1080/14686996.2016.1200948

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] メチル化β-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温度に依存したコアセルベート形成2016

    • 著者名/発表者名
      田村篤志,西田 慶, 由井伸彦
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館, 神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-12-19 – 2016-12-22
  • [学会発表] Lysosomal local release of methylated β-cyclodextrins from acid-labile polyrotaxanes to induce autophagy and autophagic cell death2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Nishida, Atsushi Tamura, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      3rd International Conference on Biomaterials Science(ICBS2016)
    • 発表場所
      The University of Tokyo, Bunkyo, Tokyo
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-11-30
  • [学会発表] Acid-labile polyrotaxanes improve impaired cholesterol metabolism in Niemann-Pick type C disease model mice2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamura, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      3rd International Conference on Biomaterials Science(ICBS2016)
    • 発表場所
      The University of Tokyo, Bunkyo, Tokyo
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-11-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 難治疾患に挑むポリロタキサンの分子デザイン2016

    • 著者名/発表者名
      田村篤志
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会 シンポジウム2016
    • 発表場所
      福岡国際会議場, 福岡県福岡市
    • 年月日
      2016-11-21 – 2016-11-22
    • 招待講演
  • [学会発表] 温度変化に応答したメチル化ポリロタキサンの相転移現象とコアセルベートの形成2016

    • 著者名/発表者名
      西田 慶,田村篤志,由井伸彦
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • 発表場所
      タワーホール船堀, 東京都江戸川区
    • 年月日
      2016-11-14 – 2016-11-16
  • [学会発表] Rational design of polyrotaxanes and their in vivo cholesterol reducing effect for the treatment of Niemann-Pick type C disease2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamura, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      International Symposium on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Tokyo Medical and Dental University, Bunkyo, Tokyo
    • 年月日
      2016-11-10 – 2016-11-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of acid-labile polyrotaxanes for the treatment of Niemann-Pick type C disease2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamura
    • 学会等名
      The 8th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN 2016)
    • 発表場所
      Grand Halong Hotel, Ha Long City, Vietnam
    • 年月日
      2016-11-08 – 2016-11-12
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 酸分解性ポリロタキサンによるリソソーム代謝の改善と疾患治療への応用2016

    • 著者名/発表者名
      田村篤志,由井伸彦
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス, 神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] オートファジーの誘導を可能とするメチル化ポリロタキサンの設計とアポトーシス耐性細胞への細胞死誘導2016

    • 著者名/発表者名
      西田 慶,田村篤志,由井伸彦
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス, 神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] β-シクロデキストリンを包接したpH分解性ポリロタキサンによるニーマンピック病C型モデルマウスの治療効果2016

    • 著者名/発表者名
      田村篤志,由井伸彦
    • 学会等名
      第33回シクロデキストリンシンポジウム
    • 発表場所
      かがわ国際会議場, 香川県高松市
    • 年月日
      2016-09-08 – 2016-09-09
  • [学会発表] pH応答性ポリロタキサンを用いたメチル化β-シクロデキストリンの細胞内局所作用によるオートファジー細胞死の誘導2016

    • 著者名/発表者名
      西田 慶,田村篤志,由井伸彦
    • 学会等名
      第45回医用高分子シンポジウム
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海副都心センター, 東京都江東区
    • 年月日
      2016-07-25 – 2016-07-26
  • [学会発表] 細胞内特異的にメチル化β-シクロデキストリンを放出するpH応答性ポリロタキサンによるオートファジーと細胞死の誘導2016

    • 著者名/発表者名
      西田 慶,田村篤志,由井伸彦
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場, 兵庫県神戸市
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [学会発表] 末端をトリチル基で封鎖したポリロタキサンの酸性pH 特異的分解機能と疾患治療への応用2016

    • 著者名/発表者名
      田村篤志,由井伸彦
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場, 兵庫県神戸市
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [学会発表] Therapeutic approach to lysosomal storage disorders based on acid-labile polyrotaxanes2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamura, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      10th World Biomaterials Congress (WBC2016)
    • 発表場所
      Palais des congres de Montreal, Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-05-17 – 2016-05-22
    • 国際学会
  • [備考] 東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 有機生体材料学分野

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/org/index.html

  • [産業財産権] 内部分解型ポリロタキサンおよびその合成法2016

    • 発明者名
      由井伸彦, 田村篤志, 有坂慶紀, 伏見麻由
    • 権利者名
      国立大学法人 東京医科歯科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-92550
    • 出願年月日
      2016-05-02
  • [産業財産権] メチル化ポリロタキサンおよびその合成法2016

    • 発明者名
      由井伸彦, 田村篤志, 西田 慶
    • 権利者名
      国立大学法人 東京医科歯科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-90121
    • 出願年月日
      2016-04-28

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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