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。

模仿外泌体的纳米颗粒可以应用于阐明生物体中微粒的动力学并研究药物发现。此外，人们相信，通过建立一种自由定制和设计纳米颗粒的粒径，颗粒内部和外部粒子的机械性能，可以控制通过纳米颗粒的分子传递过程。许多蛋白质和糖链暴露在天然外泌体颗粒的表面上，因此很难澄清哪些分子在功能充当药物载体方面很重要。另一方面，模仿外泌体的人造外泌体可以自由定制粒径，即粒子内外的固定分子和颗粒的机械性能，并有望详细阐明有关体内体内微粒动力学的体内动力学，并应用于Exososome药物发现研究。为了控制纳米颗粒的分子递送，粒子表面上的分子安装和机械性能（硬度）很重要。因此，在这项研究中，我们开发了可以自由定制粒径，内部和颗粒表面上的分子安装的微流体设备，以产生人造外泌体，并旨在建立基于粒子特性的纳米药物设计平台，从而允许粒子表面的功能和机械性能。在今年，我们研究了一种在设备后处理方法，其中蛋白质安装在颗粒表面，同时在颗粒形成完成后迅速稀释残留溶剂。我们努力产生40-200 nm配备的核心颗粒，通过更改流速，溶剂浓度降低的宽度以及核心颗粒的粒径和组成，我们一直在努力创建模拟粒子，并在粒子表面抑制核心颗粒的粒子表面上改变了抗体。