Improvement of drug delivery efficiency based on surface modification of lipid nanoparticle by oligosaccharide containing block copolymer

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COVID-19 に対する mRNA ワクチンに代表されるように、核酸を治療薬とする核酸医薬が最近急速に実用化されている。核酸医薬の実用化には、核酸 (mRNA や siRNA) を血中の分解酵素から保護し、所望の患部へ届けるナノキャリアが不可欠である。そのうち、表面がポリエチレングリコール (PEG) で修飾された脂質ナノ粒子 (LNP) は安定性と血中滞留性が優れるため、多様な核酸医薬のナノキャリアとして使用されている。しかし、PEG 修飾された LNP は繰り返し投与による血中排除 (ABC 効果) やアレルギー反応によるアナフィラキシーショックを誘発する恐れがある。そこで本研究では、糖鎖含有ブロック共重合体 (BCP) をベースとした LNP の調製や構造解析を通じ、現在広く用いられる PEG 修飾 LNP の代替となることを実証し、従来問題となっていた ABC 効果およびアレルギー反応を誘発しない新規遺伝子送達ナノキャリアの開発へと繋げる。本研究では既存の表面修飾 LNP よりも高い機能性と安全性を獲得するため、表面修飾材料として多様な親水性及び疎水性セグメントの組み合わせから幅広い BCP ライブラリを構築する必要がある。そこで、親水性セグメントに重合度 1-7 のオリゴ糖鎖を、疎水性セグメントにソラネソールやトコフェロールなどの天然由来炭化水素を組み合わせることで糖鎖含有 BCP ライブラリを構築した。さらに、現在は直鎖状 BCP の他、粒子径や表面糖鎖密度の制御の意図した環状及び分岐状のオリゴ糖鎖も検討中である。また、溶液中での LNP の構造を詳細に調べるために高エネルギー加速器研究機構 (つくば) での溶液小角 X 線散乱実験を行う予定である。