Development of polymeric micelles based on innovative core-shell design for various therapeutic modalities

本研究では、新たな創薬モダリティとして期待されているタンパク質、ウイルス、エクソソーム、Cas9タンパク質gRNA複合体(RNP)に対して、高分子ミセルのコア、シェル設計を行い、汎用的かつ革新的なナノキャリア設計理論を確立することを目指して研究開発を行なってきた。具体的に、コア設計に関しては、タンニン酸を利用した三元系高分子ミセルによって、抗体の細胞内デリバリー、オボアルブミン(OVA)発現がん細胞の皮下移植モデルマウスへのOVA内包ミセルの皮下投与による腫瘍免疫の活性化と抗腫瘍効果(がんワクチンへの展開)、RNPの固形がん選択的なデリバリーとin vivoゲノム編集効果を確認することができた。これらの研究では、コア構成ポリマーの最適化を進め、コア設計理論を確立することができた。アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)のデリバリーに関しては、三元系高分子ミセルによって、中和抗体存在下での遺伝子発現、肝臓等の正常組織での遺伝子発現の抑制とがんでの遺伝子発現効率の向上、さらにリガンド分子(環状RGDペプチド)の導入効果を確認することができた。一方、シェル設計に関しては、スマートシェル材料として開発を進めているpH応答性ベタインポリマー[PGlu(DET-Car)]に関して、分岐型ポリエチレンイミン(bPEI)への導入反応を行い、bPEIとプラスミドDNA(pDNA)のコアがPGlu(DET-Car)のシェルで覆われた高分子ミセルを構築した。本ミセルは、PEGシェルを有するpDNA内包ミセルと比較して、腫瘍内pH環境でより効率的ながん細胞による取り込みとエンドソーム脱出に基づく高い遺伝子発現を確認することができた。以上のように、R4年度においては当初計画通りに研究が進み、関連分野に大きなインパクトを与える研究成果が得られた。

本研究では、新たな創薬モダリティとして期待されているタンパク質、ウイルス、エクソソーム、Cas9タンパク質gRNA複合体(RNP)に対して、高分子ミセルのコア、シェル設計を行い、汎用的かつ革新的なナノキャリア設計理論を確立することを目指して研究開発を行なってきた。具体的に、コア設計に関しては、タンニン酸を利用した三元系高分子ミセルによって、抗体の細胞内デリバリー、オボアルブミン(OVA)発現がん細胞の皮下移植モデルマウスへのOVA内包ミセルの皮下投与による腫瘍免疫の活性化と抗腫瘍効果(がんワクチンへの展開)、RNPの固形がん選択的なデリバリーとin vivoゲノム編集効果を確認することができた。これらの研究では、コア構成ポリマーの最適化を進め、コア設計理論を確立することができた。アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)のデリバリーに関しては、三元系高分子ミセルによって、中和抗体存在下での遺伝子発現、肝臓等の正常組織での遺伝子発現の抑制とがんでの遺伝子発現効率の向上、さらにリガンド分子(環状RGDペプチド)の導入効果を確認することができた。一方、シェル設計に関しては、スマートシェル材料として開発を進めているpH応答性ベタインポリマー[PGlu(DET-Car)]に関して、分岐型ポリエチレンイミン(bPEI)への導入反応を行い、bPEIとプラスミドDNA(pDNA)のコアがPGlu(DET-Car)のシェルで覆われた高分子ミセルを構築した。本ミセルは、PEGシェルを有するpDNA内包ミセルと比較して、腫瘍内pH環境でより効率的ながん細胞による取り込みとエンドソーム脱出に基づく高い遺伝子発現を確認することができた。以上のように、R4年度においては当初計画通りに研究が進み、関連分野に大きなインパクトを与える研究成果が得られた。