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2022 年度 実績報告書

様々な末端構造をもつデンドリマーの水和挙動とDDS機能との相関

公募研究

研究領域水圏機能材料:環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成
研究課題/領域番号 22H04556
研究機関大阪公立大学

研究代表者

児島 千恵  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50405346)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード水和 / ドラッグデリバリー / デンドリマー / 温度応答性 / ポリエチレングリコール
研究実績の概要

DDSのナノキャリアは、水中で、標的以外の細胞とは相互作用せず、標的細胞とは相互作用するという、相反する機能を兼ね備えることが求められる。申請者は血中滞留性を示すポリエチレングリコール(PEG)修飾デンドリマーと加温によって細胞との相互作用を変化することができる温度応答性デンドリマーを合成し、DDS材料として利用してきた。本研究では、PEG修飾デンドリマーと温度応答性デンドリマーをDDSナノキャリアのモデルとして用い、これらの水和挙動とそれぞれの機能との相関について、明らかにする。
PEG修飾デンドリマーについて、今年度は、様々なPEG修飾デンドリマーを合成し、様々な含水率で示査走査熱量測定(DSC測定)や赤外分光測定を行い、水和挙動を調べた。また、XRD測定も行って、PEGとPEG修飾デンドリマーとの比較も行った。さらに、デンドリマーの末端へのPEG量によって水和状態が変化することが分かった。また、PEG鎖長、世代数の異なる様々なPEG修飾デンドリマーを合成し、水和状態や体内動態、抗PEG抗体の産生量について検討し、構造と機能との相関を明らかにした。
一方、温度応答性デンドリマーについては、温度・pH応答性を示すフェニルアラニンを修飾したアニオン性末端デンドリマーを用いると、従来デリバリーが難しかったT細胞の内部にデリバリーできることを示した。また、Pheの結合数によって、温度・pH応答性やT細胞への取り込み能が変化することを明らかにした。

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

研究計画通りに研究を遂行することができ、成果を学会や論文として発表できた。

今後の研究の推進方策

PEG修飾デンドリマーおよび温度応答性デンドリマーの水和挙動とそれぞれの機能との相関について、以下の通りに明らかにすることを目指す。
1)PEG修飾デンドリマーに関する研究について:PEG鎖長、PEG結合数、デンドリマー世代数が異なる様々なPEG修飾デンドリマーを網羅的に合成し、これらの粒径や表面電荷を動的光散乱法(DLS)で調べる。領域内の先生方との共同研究によって様々な含水率で示査走査熱量測定(DSC測定)や赤外分光法などによって水の結晶状態や中間水の状態について詳細な解析を行う。
2)温度応答性デンドリマーに関する研究について:温度応答性デンドリマーには加温によって白濁するLCST型、冷却によって白濁するUCST型など様々な種類がある。PEG修飾デンドリマーでの知見を参考にして、温度応答性デンドリマーの水和状態と機能との相関を得るとともに、新たな機能・用途の開拓を行う。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Comparative Study of PEG and PEGylated Dendrimer in Their Eutectic Mixtures of Water Analyzed Using X-ray Diffraction and Infrared Spectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      C. Kojima, Y. Suzuki, Y. Ikemoto, M. Tanaka, and A. Matsumoto
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 55(1) ページ: 63-73

    • DOI

      10.1038/s41428-022-00700-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] T Cell Association of Carboxy-Terminal Dendrimers with Different Bound Numbers of Phenylalanine and Their Application to Drug Delivery2023

    • 著者名/発表者名
      H. Shiba, T. Hirose, Y. Fu, M. Michigami, I. Fujii, I. Nakase, A. Matsumoto, and C. Kojima
    • 雑誌名

      Pharmaceutics

      巻: 15(3) ページ: 888

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics15030888

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Control of Stimuli Sensitivity in pH-Switchable LCST/UCST-Type Thermosensitive Dendrimers by Changing the Dendrimer Structure2022

    • 著者名/発表者名
      C. Kojima, Y. Fu, and M. Tamaki
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 14(12) ページ: 2426

    • DOI

      10.3390/polym14122426

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高分子材料xドラッグデリバリーシステム ~デンドリマーナノ粒子を用いたDDS~2023

    • 著者名/発表者名
      児島千恵
    • 学会等名
      大阪国際サイエンスクラブ 第 14回 若手学識者との異分野交流会
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリマー系バイオマテリアルの水和状態の評価法2023

    • 著者名/発表者名
      児島千恵
    • 学会等名
      技術情報セミナー「ポリマー系医療用材料における生体適合性と表面設計およびその活用法
    • 招待講演
  • [学会発表] ユニークなpH・温度応答性を示す樹状高分子の合成とDDSへの展開2023

    • 著者名/発表者名
      児島千恵
    • 学会等名
      有機合成2月セミナー「有機合成のニュートレンド2023」
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面加工を施した樹状高分子デンドリマーが切り拓くドラッグデリバリーシステム(1S10m-03)2022

    • 著者名/発表者名
      児島千恵
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 様々な末端官能基を持つデンドリマーを用いたDDS2022

    • 著者名/発表者名
      児島千恵
    • 学会等名
      2022年度 東北大学金属材料研究所共同研究ワークショップ/日本バイオマテリアル学会 東北ブロック講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 様々な末端構造をもつ水圏デンドリマーの水和挙動とDDS機能との相関(A3-06)2022

    • 著者名/発表者名
      児島千恵
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
    • 招待講演
  • [学会発表] デンドリマーの末端基による細胞との相互作用制御(2V05)2022

    • 著者名/発表者名
      児島千恵
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] 金ナノ粒子を担持した刺激応答性デンドリマーを利用したpH・温度センサー(Pc-18)2022

    • 著者名/発表者名
      夏海、児島千恵
    • 学会等名
      第68回高分子研究発表会(神戸)
  • [学会発表] フェニルアラニン修飾デンドリマーを用いたT細胞へのDDS (I-C2-7)2022

    • 著者名/発表者名
      児島千恵、西尾美咲、廣瀬知郁、中瀬生彦、道上雅孝、藤井郁雄、松本章一
    • 学会等名
      第38回日本DDS学会学術集会
  • [学会発表] フェニルアラニンを有するカルボキシ末端デンドリマーのpH応答性DDSおよび比色センサーへの応用(3F13)2022

    • 著者名/発表者名
      児島千恵,西尾美咲,夏海,松本章一
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] PEGおよびPEG修飾デンドリマーの水和状態の解析(1G10)2022

    • 著者名/発表者名
      児島千恵、鈴木祥仁、辻本絢子、池本夕佳、田中賢、松本章一
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] フェニルアラニン結合数の異なるアニオン末端デンドリマーの pH・温度二重刺激応答性(3P3D020)2022

    • 著者名/発表者名
      傅云深、児島千恵
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [備考] 大阪公立大学工学研究科 物質化学生命系専攻 応用化学分野 合成高分子化学研究グループ

    • URL

      http://www.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka7/

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公開日: 2023-12-25  

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