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

基于含寡糖嵌段共聚物的脂质纳米粒子表面修饰提高药物递送效率

• 批准号: 22KJ0124
• 负责人: 李 采訓
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0124/
• 关键词: 脂質ナノ粒子; ブロック共重合体; ドラッグデリバリー

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。

以核酸为治疗剂的核酸药物，例如COVID-19的mRNA疫苗，最近已迅速投入实际应用。对于核酸药物的实际应用，保护核酸（mRNA和siRNA）免受血液中酶的降解并将其输送到所需受影响区域的纳米载体是必不可少的。其中，表面经聚乙二醇（PEG）修饰的脂质纳米颗粒（LNP）因其优异的稳定性和血液保留性而被用作多种核酸药物的纳米载体。然而，PEG修饰的LNP可能会因重复给药而从血液中消除（ABC效应）或因过敏反应而引起过敏性休克。因此，在本研究中，通过基于含聚糖嵌段共聚物（BCP）的LNP的制备和结构分析，我们证明它们可以作为目前广泛使用的PEG修饰LNP的替代品，并解决了常规问题这将导致有效且不会引起过敏反应的新型基因递送纳米载体的开发。在本研究中，为了获得比现有表面改性LNP更高的功能性和安全性，有必要从各种亲水性和疏水性片段的组合构建广泛的BCP库作为表面改性材料。因此，我们通过将亲水链段中聚合度为1-7的寡糖链与疏水链段中的茄尼醇和生育酚等天然存在的碳氢化合物相结合，构建了含有糖链的BCP文库。此外，除了线性 BCP 之外，我们目前正在研究环状和支链寡糖链，旨在控制粒径和表面糖链密度。我们还计划在高能加速器研究机构（筑波）进行小角度X射线散射实验，以详细研究溶液中LNP的结构。

项目成果

Fabrication of Ultrafine, Highly Ordered Nanostructures Using Carbohydrate-Inorganic Hybrid Block Copolymers

使用碳水化合物-无机杂化嵌段共聚物制造超细、高度有序的纳米结构

• DOI: 10.3390/nano12101653
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 5.3
• 作者: Nishimura Taiki;Katsuhara Satoshi;Lee Chaehun;Ree Brian J.;Borsali Redouane;Yamamoto Takuya;Tajima Kenji;Satoh Toshifumi;Isono Takuya
• 通讯作者: Isono Takuya

Nano-scale 3D Network Morphologies from Biobased Saccharide-Terpenoid Amphiphilic Materials

生物基糖类-萜类两亲材料的纳米级 3D 网络形态

• 发表时间: 2023
• 作者: Lee Chaehun

Ultrasmall 3D Network Morphologies from Biobased Sugar-Terpenoid Hybrid Block Co-oligomers in the Bulk and the Thin Film States

体态和薄膜态生物基糖-萜类杂化嵌段共聚低聚物的超小型 3D 网络形态

• DOI: 10.1016/j.giant.2023.100211
• 发表时间: 2023-11-01
• 期刊: Giant
• 影响因子: 7
• 作者: Chaehun Lee;Brian J. Ree;Kai Chen;Ryoya Komaki;Satoshi Katsuhara;Takuya Yamamoto;K. Tajima;Hsin;Toshifumi Satoh;Takuya Isono
• 通讯作者: Takuya Isono

Tailored Solid-State Carbohydrate Nanostructures Based on Star-Shaped Discrete Block Co-Oligomers

基于星形离散嵌段共聚低聚物的定制固态碳水化合物纳米结构

• DOI: 10.1021/acs.biomac.2c00813
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 6.2
• 作者: Isono Takuya;Komaki Ryoya;Kawakami Nao;Chen Kai;Chen Hsin;Lee Chaehun;Suzuki Kazushige;Ree Brian J.;Mamiya Hiroaki;Yamamoto Takuya;Borsali Redouane;Tajima Kenji;Satoh Toshifumi
• 通讯作者: Satoh Toshifumi