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2023 Fiscal Year Annual Research Report

経鼻投与型核酸搭載ナノバブルの開発と中枢神経系疾患の超音波治療システムの基盤構築

Research Project

Project/Area Number 22H03978
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionTokyo University of Pharmacy and Life Science

Principal Investigator

高橋 葉子 (遠藤葉子)  東京薬科大学, 薬学部, 講師 (30453806)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 根岸 洋一  東京薬科大学, 薬学部, 教授 (50286978)
金沢 貴憲  静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (60434015)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywordsナノバブル / マイクロ流体技術 / 低周波超音波
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、これまで開発してきた遺伝子・核酸デリバリーおよび超音波造影ツールである超音波応答性ナノバブルの調製において、新たにマイクロ流体技術を活用することで、簡便で均一性の高い調製法の確立を目指している。さらに、核酸搭載かつ経鼻投与可能な粒子とし、Nose-to-Brain経路を利用した脳組織への流入量の増大を図り、経頭蓋的集束超音波を併用した効率的な核酸導入法の開発と中枢神経系疾患治療への応用展開を目的とする。
前年度までに、マイクロ流路を用いた検討において、従来の調製法によるナノバブルと同程度の粒子径、個数濃度を有するのバブル溶液を調製することに成功した。そこでその機能性評価を試みたところ、診断用超音波との併用により造影効果が認められた。さらに、条件の確立している治療用超音波を併用した筋組織への遺伝子導入を試みたところ、本ナノバブルの遺伝子導入ツールとしての有用性が示された。今後、他の調製条件も含めた更なる最適化を進めることで、経鼻投与に向け粒径制御可能な技術の確立を目指す。
またナノバブル表面への核酸搭載に関する検討として、その表面へのコーティング剤の評価を進めた。これまで、生体内で安定なアニオン性ナノバブルに結合しうるカチオン性多糖類を用いてきたが、当該年度は、より重合度が低く低分子量の糖、さらにカチオン性ペプチドを利用したナノバブル表面への遺伝子搭載と遺伝子導入を試みた。その結果、これら分子量の低いコーティング剤は搭載およびin vivo導入において多糖類よりも有用であることが示された。核酸搭載については現在検討中であるが、汎用性の高いDDSキャリアを創製すべく、最適化を進める予定である。
脳内深部への核酸デリバリーについては検討が進まなかったが、次年度は上記で得られたナノバブルと経頭蓋的な低周波超音波照射との併用し、そのデリバリー効果について検討していく予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度の研究遂行により、マイクロ流体技術を用いて調製したナノバブルが、超音波照射との併用により超音波造影効果および遺伝子導入効果を有することを明らかとした点は非常に大きいと考えている。現時点では血管内投与による検討であるが、従来と異なる方法で、かつこれまでと比較して極めて短時間で調製されたナノバブルが、同様に超音波に応答して機能し得ることは十分有益な情報といえる。更なる調製条件の検討により、サイズ制御についても進めていきたい。また、核酸搭載に向けたコーティング剤の評価も進めることもできたことから、サイズ制御技術と合わせて核酸搭載ナノバブルとすることができれば、本研究の目的の一つである簡便で均一性の高い新たな調製法の確立に繋がるものと考えられる。以上より、本研究は順調に進捗していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、マイクロ流体技術を用いたナノバブル調製における粒子径の制御が可能な条件検討を進めていく。脂質組成、脂質濃度、溶媒条件、マイクロ流路チップ条件などを変更しながら、物性評価に加え、遺伝子・核酸導入効果や超音波造影効果も指標に更なる調製法の最適化を進める。また、マイクロ流体技術を用いて調製したナノバブルの経鼻投与を試み、その到達可能領域について、脂質に施した蛍光標識の検出により解析する。また経鼻投与後の脳内動態のみならず、バブル製剤としての形態・機能が維持されているかも超音波造影により評価しながら、経鼻投与に適したバブル製剤開発を目指す。最適化されたナノバブルへの核酸搭載法の確立を図り、さらに低周波の集束超音波照射併用に伴う蛍光標識核酸のデリバリー効果の評価から、経頭蓋的超音波照射条件の更なる最適化を進め、核酸治療法としての応用に繋げていく。

  • Research Products

    (20 results)

All 2024 2023

All Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 遺伝子・核酸搭載型ナノバブルの開発と超音波診断・治療への応用2024

    • Author(s)
      髙橋葉子
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] 多様なモダリティの生体内バリア突破を可能とする超音波応答性ナノバブルの開発2024

    • Author(s)
      髙橋葉子、根岸洋一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] miRNA搭載多糖類コーティングナノバブルと超音波併用によるトリプルネガティブ乳がんへの核酸デリバリー2024

    • Author(s)
      山口泰暉、髙橋葉子、伊原安莉菜、根岸洋一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] マイクロ流体技術を利用した超音波応答性ナノバブルの新規調製法の確立と有用性評価2024

    • Author(s)
      淡路賢斗、山口泰暉、髙橋葉子、根岸洋一
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] マイクロ流体技術を活用した新規ナノバブルの調製と基礎的検討2023

    • Author(s)
      髙橋葉子、淡路賢斗、山口泰暉、根岸洋一
    • Organizer
      日本薬剤学会第38年会
  • [Presentation] 遺伝子搭載ナノバブルにおけるキトサンオリゴ糖の有用性評価2023

    • Author(s)
      山口泰暉、髙橋葉子、鈴木章平、根岸洋一
    • Organizer
      日本薬剤学会第38年会
  • [Presentation] 多糖類コーティングナノバブルを利用した腫瘍組織へのmiRNAデリバリー2023

    • Author(s)
      伊原安莉菜、髙橋葉子、山口泰暉、根岸洋一
    • Organizer
      日本薬剤学会第38年会
  • [Presentation] miRNA搭載アニオン性ナノバブルと超音波併用による腫瘍への核酸デリバリー2023

    • Author(s)
      髙橋葉子、山口泰暉、伊原安莉菜、根岸洋一
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第8回年会
  • [Presentation] カチオン性オリゴマーコートナノバブルによる超音波併用遺伝子デリバリーシステムの構築2023

    • Author(s)
      山口泰暉、髙橋葉子、鈴木章平、大西悠仁、根岸洋一
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第8回年会
  • [Presentation] マイクロ流体技術を活用した新規ナノバブルの調製法の開発と基礎的検討2023

    • Author(s)
      髙橋葉子、淡路賢斗、山口泰暉、根岸洋一
    • Organizer
      第39回日本DDS学会学術集会
  • [Presentation] キトサンオリゴ糖を用いた遺伝子搭載型ナノバブルの調製と有用性評価2023

    • Author(s)
      山口泰暉、髙橋葉子、鈴木章平、根岸洋一
    • Organizer
      第39回日本DDS学会学術集会
  • [Presentation] 低周波集束超音波とナノバブルを利用した脳深部領域への遺伝子デリバリーの基礎的検討2023

    • Author(s)
      山口泰暉、髙橋葉子、長浜健、沼澤西洋、根岸洋一
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会第21回夏期セミナー
  • [Presentation] 超音波セラノスティクスシステムを指向したナノバブル注射剤の開発2023

    • Author(s)
      髙橋葉子
    • Organizer
      第67回日本薬学会関東支部大会
  • [Presentation] 超音波応答性ナノバブルと低周波集束超音波を用いた脳組織への部位選択的遺伝子デリバリーシステムの基礎的検討2023

    • Author(s)
      山口泰暉、髙橋葉子、長浜健、沼澤西洋、根岸洋一
    • Organizer
      第67回日本薬学会関東支部大会
  • [Presentation] マイクロ流体技術を利用したナノバブルの新規調製法の確立2023

    • Author(s)
      淡路賢斗、髙橋葉子、山口泰暉、根岸洋一
    • Organizer
      第67回日本薬学会関東支部大会
  • [Presentation] 遺伝子搭載ナノバブル調製時におけるキトサンオリゴ糖コーティングの有用性評価2023

    • Author(s)
      鈴木章平、髙橋葉子、山口泰暉、根岸洋一
    • Organizer
      第67回日本薬学会関東支部大会
  • [Presentation] キトサンオリゴ糖を利用した遺伝子搭載ナノバブルの調製と超音波併用遺伝子デリバリーシステムの開発2023

    • Author(s)
      山口泰暉、髙橋葉子、鈴木章平、根岸洋一
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会第22回シンポジウム
  • [Presentation] マイクロ流体デバイスを活用したナノバブルの調製と超音波併用遺伝子デリバリーシステムの構築2023

    • Author(s)
      山口泰暉、髙橋葉子、淡路賢斗、根岸洋一
    • Organizer
      第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [Presentation] マイクロ流体技術を利用したナノバブルによる超音波造影能・遺伝子導入能の基礎的評価2023

    • Author(s)
      髙橋葉子、山口泰暉、淡路賢斗、根岸洋一
    • Organizer
      令和5年度第4回日本超音波治療研究会
  • [Presentation] The Combination of miRNA-loaded Nanobubbles and Ultrasound for Cancer Therapy2023

    • Author(s)
      Taiki Yamaguchi, Yoko Endo-Takahashi, Kota Ono, Arina Ihara, Yoichi Negishi
    • Organizer
      AAPS 2023 PharmSci 360
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

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