ドラッグデリバリーシステム(DDS)キャリアをつくる

薬剤を必要な場所へ必要なタイミングで必要な量だけ送り届けるためのドラッグデリバリーシステム(DDS)。私たちはやはりDNAを活用して、通常の合成高分子では実現できない、より精緻で高度なシステムの構築をめざして研究を行っています。

その1つの方法は、DNAオリガミ法を使ってつくる、およそ40 nm角の箱型構造体です(右図)。その大きさは、ウィルスの粒子とほぼ同じくらい。折り紙発祥の国の意地を見せようと、山折り、谷折りをしっかり作り分け、開いた形状から閉じた形状へと2段階で変形するしくみを実現しました。世界初の3次元DNAオリガミ構造体、DNA Origami Box 発明の名乗りは、惜しくもあと一歩というところでデンマークの研究グループに先を越されてしまいましたが(E. Andersen et al., Nature, 2009, 459, 73)、私たちの箱型構造体も2、3ヶ月遅れで論文(Chem. Commun. 2009, 4182)が掲載され、大きな反響を呼びました。最近では、箱の中に金のナノ粒子を一粒だけ閉じ込めて、ナノキャリアとして応用することにも成功しています(Polym. J. 2015, 47, 177)。いつか生体内に送り込んで、その動態を調べてみたいものです。

研究の大きな柱の一つであるDNA四重鎖ゲルも、DDSへの応用が強く期待されます。生体外では注射器の針を通る液状で、体内に注入すると固化するゲルを「インジェクタブルゲル」といいますが、Naイオンを必ず含む体液で瞬時に固化するDNA四重鎖ゲルは、まさにインジェクタブルゲルそのものといえます。抗がん剤等の薬剤を混ぜ込んでおいたゲルを体内に打ち込んでやれば、ゆっくりと薬剤を徐放して継続的に薬効をはたらかせるような治療が可能になるかもしれません。

人工臓器をつくる

もう1つ、私たちが現在精力的に研究しているのは、DNA四重鎖ゲルをナノ化した、DNA四重鎖ナノゲルです。DNA四重鎖ゲルをつくるための材料を、おもいきり薄い条件で使用すると、簡単にナノサイズの粒子ができることが最近わかってきました。がん組織に集積しやすいサイズでありながら、生分解性や環境を正確に検知する機能など、DNA四重鎖ゲルの様々な利点をそのまま引き継いだ、優れたDDSキャリアとなることが期待されます。

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