マイクロデバイスを用いた生体内微粒子ミメティクスの物性制御とナノ医薬設計への展開

使用微型器件控制体内微粒模拟物的物理特性及其在纳米医学设计中的应用

• 批准号: 22K14568
• 负责人: 木村 笑
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14568/
• 关键词: マイクロ流体デバイス; オンチップ水和法; 脂質ナノ粒子; 細胞外微粒子; 細胞外小胞

エクソソームを模倣したナノ粒子は生体内の微粒子の体内動態解明や創薬研究へ応用できる。また、ナノ粒子の粒径・粒子内外の搭載分子・粒子の力学特性を自在にカスタマイズして設計する手法を確立することで、ナノ粒子を介した分子送達過程を制御することができると考えられる。天然のエクソソームの粒子表面には、無数のタンパク質や糖鎖などが露出しており、どの分子が薬剤キャリアとして機能する上でどのくらい重要であるのか、を明らかにすることは非常に難しい。一方で、エクソソームを模倣した人工エクソソームは、粒径・粒子内外の搭載分子・粒子の力学特性を自在にカスタマイズでき、生体内微粒子の体内動態の詳細解明やエクソソーム創薬研究への応用が期待される。ナノ粒子による分子送達の制御には、粒子表面への分子搭載・力学特性(かたさ)が重要である。そこで本研究では、粒径、粒子内部および表面への分子搭載を自在にカスタマイズして人工エクソソームを作製できるマイクロ流体デバイスの開発し、粒子表面の機能と力学特性の両方を制御可能な、粒子特性に基づくナノ医薬品設計のためのプラットホーム構築を目指す。当該年度は、粒子形成の完了後に迅速に残留溶媒を希釈しながらタンパク質を粒子表面へ搭載するオンデバイス後処理方法を検討した。 コアとなる40-200 nmのmicroRNA搭載粒子を作製し、流量、溶媒濃度の下げ幅、コア粒子の粒径と組成を変えることで、粒子表面に抗体を修飾した模倣粒子を、コア粒子の物理特性変化を抑制しながら作製することに取り組んだ。

The in vivo dynamics of micro-particles in vivo and their application in the study of biological agents are discussed. Particle size, particles inside and outside the particles, mechanical properties of the particles, design methods to establish, particle size, molecular delivery process control, etc. The surface of natural particles is very difficult to expose, and the molecules are very important to the function of natural particles. A detailed explanation of the dynamics of particles in vivo and in vivo is expected for the application of artificial solutions, particle sizes, particles inside and outside, and mechanical properties of particles. The control of molecular transport of particles, molecular loading of particles on the surface, and mechanical properties are important. In this study, the particle size, particle internal and surface molecular loading, the development of fluid dynamics, the control of functional and mechanical properties of particle surfaces, and particle characteristics were studied. When the particle formation is completed, the residual solvent is required to be loaded on the surface of the particle. MicroRNA-loaded particles from 40 to 200 nm are controlled by flow rate, solvent concentration, particle size composition, particle surface modification, imitation particle, and particle physical properties.