長期兵糧攻めによる難治性膵臓がんの克服~長時間生体内で安定に酵素を働かせる新型ナノマシンの開発 ~

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2025-11-05 九州大学

九州大学大学院医学研究院の井上匡美教授らの研究グループは、膵臓がん細胞が極度の栄養欠乏環境下でも生存する仕組みを解明した。がん細胞はグルコース欠乏時に自己貪食を抑制し、代わりに外部タンパク質を取り込み分解してエネルギーを得る「長期兵糧攻め耐性機構」を持つことを発見。これには転写因子ATF4とリソソーム膜タンパク質LAMP2Aが中心的に関与していた。これらを阻害するとがん細胞は急速に死滅することから、新たな膵がん治療標的として有望とされる。研究成果はNature Communications誌に掲載された。

長期兵糧攻めによる難治性膵臓がんの克服~長時間生体内で安定に酵素を働かせる新型ナノマシンの開発 ~
図 1. ステルス・イオンペアネットワークはどのように調製され、どのように機能するのか? (a) ポリカチオンとポリアニオンを混合し、架橋することで安定なイオンペア・ネットワークを形成する模式図。(b) イオンペア・ネットワーク・クロークの模式的なイラスト。(c) 架橋度の異なるイオンペア・ネットワークで被覆したナノマシンの血中濃度の時間依存的変化。(d) イオンペア・ネットワーク・クロークと従来の PEG クロークとの比較図。

<関連情報>

立体安定化に依存しないステルスクロークが難治性癌に対するナノリアクターを介した飢餓療法を可能にする Steric stabilization-independent stealth cloak enables nanoreactors-mediated starvation therapy against refractory cancer

Junjie Li,Kazuko Toh,Panyue Wen,Xueying Liu,Anjaneyulu Dirisala,Haochen Guo,Joachim F. R. Van Guyse,Saed Abbasi,Yasutaka Anraku,Yuki Mochida,Hiroaki Kinoh,Horacio Cabral,Masaru Tanaka & Kazunori Kataoka
Nature Biomedical Engineering  Published:31 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41551-025-01534-1

Abstract

The high interfacial energy of nanomaterials limits their certain biomedical applications that require stealthiness to minimize non-specific interaction with biological components. While steric repulsion-based entropic stabilization—such as PEGylation—has long been the dominant strategy for designing stealth nanomaterials, its inherent softness and susceptibility to dynamic deformation and external forces often result in only moderate stealth performance. Here we report a distinct approach to achieving stealthiness by harnessing an ion-pair network, rather than maximizing steric repulsion. Using model polyion complex nanoparticles composed of equimolar charge ratios of polycations and polyanions, we demonstrate that increasing crosslinks between the constituent polyions beyond a critical threshold effectively reduces protein adsorption and macrophage uptake, enabling prolonged circulation with a half-life exceeding 100 hours. Building on this, we develop an asparaginase-loaded vesicular nanoreactor enveloped by a semi-permeable ion-pair network sheath for asparagine starvation therapy. The extended circulation of these nanoreactors enables sustained depletion of asparagine, leading to improved therapeutic outcomes for metastatic breast and pancreatic cancers. Our findings open an avenue for improving the pharmacokinetics of nanomaterials for therapeutic delivery through delicately engineering stable intermolecular structures with holistic cooperativity.

医療・健康
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