有機・無機ハイブリット型ナノカプセルの創製と医療用ナノバイオマテリアルへの応用

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、生体膜由来のベシクルであるリポソーム表面へバイオポリマーやリン酸カルシウム(CaP)など有機物から無機物に渡る幅広い物質を積層化させることにより、バラエティー豊かな壁材(capsule wall)の形成と多機能化を指向した新規ナノカプセル(リポナノカプセル)の創製を目指した。特に、(1)カプセルの表層および壁材へ骨親和性物質の付与を行うことにより、キャリア自体が骨再生を促すような、新規の骨標的指向性薬物送達システム(bone-targeting DDS)の開発、および(2)リポソーム表面でCaPとDNAを交互に吸着させることにより、新規遺伝子治療および送達システムの開発を行った。(1)新規の骨標的指向性(bone-targeting)薬物送達システムの開発昨年度までに、多糖被覆リポナノカプセルを用いて、カプセル内外から異種イオンを相互拡散させる方法により、表面にCaPを生成させてハイブリッドナノカプセルを作製した。このときリン酸基を有する高分子がCaP析出に適していることを見出した。そこで本年度はカチオン性多糖であるキトサンを化学改質することにより、リン酸化キトサンを作製した。このリン酸化キトサンをリポソーム表面へ被覆し、さらにCaP生成を行うことで、単分散のハイブリッドナノカプセルを作製することができた。リン酸化度により析出するCaPの結晶質を制御することで、キャリアの骨再生能の最適化につながると考えている。(2)新規遺伝子治療および送達システムの開発リポソーム表面にCaPを析出させ、さらにその表面にDNAを吸着させることによりDNA担持リポナノカプセル(lipo-CaP-DNA)を作製した。異なるpH条件にてlipo-CaP-DNAから遊離したDNA量を定量した結果、エンドソーム内のpHである4.0において、カプセル表層のCaPが溶解し、それに伴ってDNAが脱離することを確認した。また、血漿タンパク質であるアルブミンの存在下においても、低pHでのCaPの溶解が確認できた。カプセル層へのDNAの担持およびpHに応答した脱離能を付与することができたため、内水相に封入する薬剤や遺伝子発現促進剤と連動して機能する遺伝子送達システムの確立に向けて大きく前進した。