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薬剤搭載ナノマシンのコア構造

近年、標的とする身体部位に薬剤を安全かつ確実に送達する、薬剤を内包した小さなナノマシンが報道で取り上げられるようになった。たとえば、膵臓がんを対象としたナノマシンの臨床試験は複数の国で第III相に入っている。ナノマシン自体は、自己組織化する高分子（ミセル）であり、その中心を成すのは薬剤を内包するコア（核）である。ミセルは体内での移動中に周囲の影響を受けやすいため、頑丈な構造を作ることが不可欠となる。

東京大学の片岡一則教授らは、国内およびスイスの科学者らと共同で、ミセルコアおよびマウス体内でミセルが効果的に薬剤を送達する能力に内部コア構造が及ぼす影響について検討した。

過去に設計された一部のミセルには、体内での溶解が早すぎるため、標的とする腫瘍に高濃度の薬剤が届かず、他の臓器に分散してしまうという欠点があった。今回、研究者らは、PEG-b-P（Glu）と呼ばれる高分子材料から、光学活性の異なる3種類のミセルを作製した。そのうち2種類のミセルでは、シスプラチン（抗がん剤）と組み合わせた場合、高秩序の規則的なコア構造が形成された。一方、3番目のミセルは、よりランダムなコア構造とした。

その結果、コアに規則的な構造（α-ヘリックス）を有する光学活性なミセルは、長時間にわたりその構造を保持し、溶解リスクが低いことが明らかになった。また、高秩序のコアは、標的への到着後、薬剤の放出を制御するのに有用であった。対照的に、ランダムなコア構造を有するミセルは、マウスの血流中で急速に崩壊した。

同研究チームは、ミセルのコアを目的に合わせて慎重に作製すると同時に、保護外殻を入念に設計することで、ナノマシンの効率向上を図れるとしている。

Reference and affiliations

Yuki Mochida1, Horacio Cabral1, Yutaka Miura2, Francesco Albertini3, Shigeto Fukushima4, Kensuke Osada1,5, Nobuhiro Nishiyama,6,* and Kazunori Kataoka1,2,4,*. Bundled Assembly of Helical Nanostructures in Polymeric Micelles Loaded with Platinum Drugs Enhancing Therapeutic Efficiency against Pancreatic Tumor. ACS Nano 8 (7) 2014
doi: 10.1021/nn500498t

  1. Department of Bioengineering, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, Japan
  2. Division of Clinical Biotechnology, Center for Disease Biology and Integrative Medicine, Graduate School of Medicine, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo113-0033, Japan
  3. Department of Materials, Swiss Federal Institute of Technology Zürich, Wolfgang-Pauli-Strasse 10, CH-8093 Zürich, Switzerland
  4. Department of Materials Engineering, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, Japan,
  5. Japan Science and Technology Agency, PRESTO, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan, and
  6. Polymer Chemistry Division, Chemical Resources Laboratory, Tokyo Institute of Technology, R1-11, 4259 Nagatsuta, Midori-ku, Yokohama 226-8503, Japan

*corresponding authors, e-mail address:kataoka@bmw.t.u-tokyo.ac.jp ornishiyama@res.titech.ac.jp

Figure:

スイスおよび日本の科学者らにより、高秩序の規則的な内部コア構造（α-ヘリックス）を有するナノマシンは、マウス体内の標的部位へ、より効果的に薬剤を送達することが示された。しっかりとした構造を有するミセルコアにより、血中でナノマシンが早期に溶解してしまうのを防ぐことができる。