2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Neo-bionanocapsule for Various In Vivo Targets
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16H06314
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
黒田 俊一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (60263406)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 薬物送達 / ナノキャリア / B型肝炎ウイルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）ステルス用最適化ペプチドの作製：HBV Pre-S2領域の中程由来のポリアルブミン受容体領域（peptide 2; TFHQALLDPRVRGLFPA（18アミノ酸残基））を提示する直径100nm前後のナノ粒子が、In vitroにおいてアルブミン共存下でマウス肝臓由来マクロファージ（クッパー細胞）の取り込みを回避する能力があることを証明した。また、In Vivoにおいても当該ナノ粒子にステルス能が付与されていることを明らかにした（投稿中）。本ストラテジーは、幅広い化成品ナノ粒子ベースのDDS用基剤に適用可能であり、将来非常に有望である。
（２）細胞内侵入機構の解明：HBV Pre-S1領域のN末端付近由来の膜透過ドメイン（NPLGFFPDHQLDPAFG）を先に同定し、酸性環境の後期エンドソームからのナノ粒子脱出に重要であることを示したが、Asp残基がpHセンサーであることに着目し疎水性残基に変更すると中性付近でも作動する、つまり初期エンドソームでの機能できる膜透過ドメインになることを見出した（投稿準備中）。本ストラテジーは、酸性環境に弱い薬剤等の送達に貢献する重要な発見である。
（３）組織・細胞特異的Affibodyの作製：種々の培養細胞および動物組織を用いて、ロイシンジッパーを有する堅固な構造体Helix-Loop-Helix（HLH）型Affibodyのスクリーニングを行っているが、極めて高い特異性を示すAffibodyの単離には至っていない。今後も継続する。一方、HBV Pre-S1領域の中程の30-42残基が、HBV標的臓器であるヒト肝臓表面（ヘパリン結合型プロテオグリカン）と最初に結合する部位であり、その後、エンドソーム内にスムースに取り込まれることを見出した。本領域は高いヒト肝臓特異性を有することから新しいDDS用標的化機構として有望である（投稿中）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
「（１）ステルス用最適化ペプチドの作製」については、予定通り進捗している。現在成果を投稿中である。「（２）細胞内侵入機構の解明」については、予定通りに進捗している。DDS用基剤に適した新しい膜透過ペプチドの設計にも成功しており、投稿準備中である。「（３）組織・細胞特異的Affibodyの作製」が一見遅れ気味であるが、全く新しい細胞及び組織認識機構（ヘパリン結合型プロテオグリカン）を発見し、こちらの方が有望と考えられる。現在、投稿中である。３年目を迎え、基盤となる技術の成果も出揃い、発表も着実に行っており、３年目以降の大きな飛躍が期待できると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
順調に推移しているので、当初計画通りに進める。
（１）ステルス機構の解明：今年度に引き続きpeptide2（変異体含）-アルブミン間相互作用とRES回避能との関係を構造に着目して解析する（普遍的なRES回避機構解明を期待）。（２）細胞質内侵入機構の解明：今年度に引き続きHBV（BNC）の細胞質内侵入を引き起こす膜融合ドメインの新規な膜融合機構を明らかにする（新規なエンベロープ型ウイルス脱殻機構解明を期待）。（３）リポソーム上への精密整列化提示と高速AFMによる評価：最もポピュラーなナノキャリアであるリポソーム表層に今年度に同定した（I）Affibody、（II）ステルス化ペプチド、（III）細胞質内侵入ペプチドを、独自開発の精密整列化足場分子（例えばBNCのS領域）や化学的な分子整列化法を使用してリポソーム表層にペプチドを提示し、高速AFMによるリアルタイム動態解析を行う。（４）３機能ペプチド提示リポソームのIn vitro評価：ヒト肝臓由来細胞認識Affibodyと２機能ペプチド（ステルス、細胞内侵入）を提示したリポソームのIn vitroでの標的化能、細胞内動態、エンドソーム脱出能を明らかにする。そして、薬剤、遺伝子双方に同リポソームを最適化する。（５）３機能ペプチドを提示したリポソームのIn vivo評価を行う。以上の過程により、リポソームベースの汎用型Neo-BNCが完成する。
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