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ポリロタキサンの棒状構造により薬物の粘膜透過を促進する生分解性薬物運搬体の設計

利用聚轮烷棒状结构设计促进粘膜药物渗透的可生物降解药物载体

基本信息

批准号：
11780616
负责人：
大谷亨
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、多数のα-シクロデキストリン(α-CD)空洞部を貫通したポリエチレングリコール(PEG)の両末端を嵩高い生分解性基(L-フェニルアラニン)を導入したポリロタキサンの棒状構造を利用して、粘膜からの薬物透過を促進した後に生体無害な分子に代謝される薬物運搬体の創製を目指してきた。これまでに、ポリロタキサンの細胞膜結合酵素存在下での分解に伴う超分子構造の解離と、ポリロタキサンと培養上皮細胞との相互作用に伴った細胞間タイト結合への影響を明らかにした。最終年である平成12年度では、超分子構造の解離に必須な細胞膜結合酵素-ポリロタキサン末端基間の相互作用におけるポリロタキサン構造の効果を定量的に明らかにするとともに、粘膜吸着やそれに伴う細胞間タイト結合の開孔に重要なカルシウムイオンをキレートする官能基としてカルボキシル基をポリロタキサン中のα-CD水酸基へ導入した。ポリロタキサンの両末端基としてL-フェニルアラニルグリシルグリシン(FGG)を導入し、細胞膜表面に結合したペプチド分解酵素であるアミノペプチダーゼMとの相互作用を速度論的に解析した。酵素-基質問相互作用の指標となるミカエリスメンテン定数は、ポリロタキサンを基質とすると、α-CDが貫通していないモデル高分子(FGG導入PEG)のそれと比較して1/22であった。このことは、ポリロタキサン構造により末端FGGとアミノペプチダーゼMの活性中心とが相互作用しやすくなったことを示しており、粘膜表面に存在する酵素により特異的に分解可能であることが示された。また、無水ピリジン中でのポリロタキサン水酸基と無水コハク酸との反応により、ポリロタキサン1分子中にカルボキシエチルエステル基を約200-240個導入することができた。水溶液への溶解性は、カルボキシエチルエステル基の導入により向上し、特にカルボキシエチルエステル基のpKa(3-4)以上となると最大約40wt-%まで溶解するようになった。カルシウム電極を用いてカルシウムキレート能を評価したところ、確かにカルボキシエチルエステル基2分子がカルシウムイオン1分子をキレートすることを確認した。以上から、ポリロタキサン構造による細胞膜結合酵素分解性の確保と、粘膜吸着やそれに伴う細胞間タイト結合の開孔に重要なカルシウムイオンをキレー卜する機能とを兼備した薬物運搬体として設計可能であることを、本研究を通じて示すことができた。

In this study, most of the α-CD voids were penetrated, and the PEG terminal was introduced into the rod structure. The rod-like structure was utilized, and the mucosal membrane was used to promote the permeation of chemicals. Dissociation of supramolecular structures in the presence of membrane-bound enzymes and interactions with cultured epithelial cells In the end, the dissociation of supramolecular structures requires the quantification of membrane-bound enzyme-terminal interactions. Mucosal adsorption is accompanied by the introduction of α-CD hydrate into the pores of the cell-to-cell binding system. The terminal group of the protein is introduced into the cell membrane, and the interaction between the protein and the enzyme is analyzed in a rate-theoretic way. Enzyme-substrate interaction index: α-CD, α-CD, α-PEG, α-CD, α-PEG The active center of the membrane is shown by the presence of enzymes on the membrane surface. There are about 200-240 introduced groups in the molecule of the anhydrous acid group and the anhydrous acid group The solubility of aqueous solution is higher than pKa(3-4) and the nearest is 40wt-%. The electrode is used to evaluate and confirm the two components of the electrode. This study demonstrates the importance of membrane binding enzyme degradation and membrane sorption in the design of biological transport systems.