生体反応応答性を有するポリマーナノ粒子の創製

具有生物响应性的聚合物纳米颗粒的制备

基本信息

批准号：
05J50202
负责人：
伊藤智美
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞が材料と接触した際にどのような振る舞いをするかを考え、生体が行う免疫システムを模倣することで、生体内において診断と治療の双方を同時に行うことができる生体内導入型診断・治療ナノマシンの開発を目指し、表面上で生体分子の反応に自律的に応答するポリマーナノ粒子の創製を行なった。生体の防御反応を回避できるリン脂質極性基高度集積表面を持つポリマーナノ粒子に、生体反応に応答するための抗体、細胞機能の低下を引き起こすような酵素、さらにポリマー粒子周辺の環境の微小な変化に応答するグラフトポリマー鎖を固定化することにより、抗体でターゲット部位に特異的に反応したのち、ナノ粒子表面のポリマー鎖の構造変化が生じて酵素が反応を開始するような機序を実現した。これにより、抗体による診断と酵素による治療を可能とするものである。特にポリマーナノ粒子に固定した抗体、酵素、グラフトポリマー鎖の個々の反応性および抗原-抗体反応と、グラフトポリマー鎖の変動をトリガーとした酵素反応が効果的に連携するという一連の反応を明らかにした。ポリマーナノ粒子は、一般的に利用されている液中溶媒乾燥法により調製した。乳化する水媒体中のリン脂質ポリマー濃度を調節することにより、生成するポリマーナノ粒子の直径や表面電位を制御した。得られたポリマーナノ粒子表面に、抗体、酵素および片末端アミノ基を有するポリマーを、それぞれの比率を考慮しながら固定化した。特に、抗体が抗原を認識しやすい環境を作るとともに、酵素活性が効果的に発現できるようなグラフトポリマー鎖の修飾条件を明らかにした。培養細胞を利用して、特異抗原に対してポリマーナノ粒子の反応性を調べた。その結果、細胞表面に粒子が結合し、固定化した酵素により細胞表面の糖鎖が切断できることがわかった。

通过考虑细胞与材料接触时的行为并模仿人体的免疫系统，体内诊断和治疗可以在体内同时进行诊断和治疗。为了开发纳米机器，我们创造了能够自主响应反应的聚合物纳米颗粒。其表面的生物分子。表面具有高度浓缩的磷脂极性基团的聚合物纳米颗粒，可以通过固定接枝物来逃避人体的防御反应、对生物反应做出反应的抗体、导致细胞功能下降的酶以及聚合物颗粒周围环境的微小变化。纳米颗粒反应的聚合物链，我们已经实现了一种机制，即抗体与目标位点发生特异性反应后，纳米颗粒表面的聚合物链发生结构变化，酶启动反应。这使得使用抗体进行诊断和使用酶进行治疗成为可能。特别是，我们揭示了固定在聚合物纳米颗粒上的抗体、酶和接枝聚合物链的个体反应性和抗原抗体反应以及由接枝聚合物链的波动引发的酶反应有效配合的一系列反应。聚合物纳米颗粒的制备采用常用的浸没溶剂干燥法。通过调节乳化水性介质中磷脂聚合物的浓度来控制所得聚合物纳米颗粒的直径和表面电势。考虑到抗体、酶和一端具有氨基的聚合物各自的比例，将它们固定在所获得的聚合物纳米颗粒的表面上。特别是，我们阐明了修饰接枝聚合物链的条件，以创造一个抗体容易识别抗原并有效表达酶活性的环境。使用培养细胞，我们研究了聚合物纳米粒子对特定抗原的反应性。结果发现，颗粒与细胞表面结合，固定化酶可以裂解细胞表面的糖链。