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超音波刺激を利用した標的細胞選択的遺伝子導入技術による革新的治療システムの開発

Research Project

Project/Area Number 10J01875
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical pharmacy
Research InstitutionNational Institute of Health Sciences (2011)
Kyoto University (2010)

Principal Investigator

運 敬太  国立医薬品食品衛生研究所, 薬品部, 研究員

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
KeywordssiRNA送達 / 超音波応答性マンノース修飾リポソーム/siRNA複合体 / 細胞間接着分子(ICAM-1) / 超音波照射 / 抗炎症治療 / 遺伝子導入 / 超音波応答性マンノース修飾リポソーム/核酸複合体 / 癌転移・再発予防 / DNAワクチン / メラノーマ
Research Abstract

薬剤性肝炎や虚血再灌流性肝傷害は、臨床における薬物治療や生体肝移植等の外科手術時における有害事象として認識されている。これら各種肝炎・肝傷害は薬物投与又は外科的処置に伴うNF-κB活性化、及びそれに起因した炎症性サイトカイン産生によって惹起されるが、当該炎症反応発生初期には、細胞間接着分子(ICAM-1)が肝臓の血管内皮細胞上に発現誘導され、好中球等の血管内皮細胞との接着、回転、並びに組織内浸潤に関与することが報告されている。従って、肝血管内皮細胞におけるICAM-1発現を効率的に抑制することで炎症反応の重症化の軽減が期待される。私がこれまでに開発した超音波応答性マンノース修飾リポソーム/核酸複合体(Man-PEG_<2000> bubble lipoplex)と超音波照射を利用した核酸導入法は、肝臓におけるマンノース受容体発現細胞である肝血管内皮細胞やクッパー細胞に対し、選択的かつ高効率に核酸化合物を送達可能である。そこで本年度は、Man-PEG_<2000> bubble lipoplexと超音波照射を用いて、ICAM-1に対するsiRNAを肝血管内皮細胞内に効率的に送達することによる抗炎症治療効果を評価した。ICAM-1 siRNAを用いて超音波応答性マンノース修飾リポソーム/siRNA複合体を作製し検討を行った結果、本製剤の静脈内投与と体外からの超音波照射の併用により、リポポリサッカライド処理や虚血再灌流操作に伴い、肝臓において惹起される急性炎症時のICAM-1発現や好中球等の組織内浸潤、並びに炎症性サイトカイン産生が顕著に抑制された。さらに肝毒性の指標である血清中AST/AIT活性の上昇も顕著に抑制されることが示され、Man-PEG_<2000> bubble lipoplexを利用したICAM-1 siRNA送達が、肝臓における急性炎症の抑制に有効であることが示された。本方法を用いた抗炎症療法は様々な炎症反応に対して広く適応できる可能性を秘めているので、炎症反応が懸念される疾患治療に先立ち、予め本方法によりICAM-1 siRNAを送達することで予期せぬ炎症反応の抑止が期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の研究計画は、超音波刺激を利用した標的細胞選択的核酸送達法を炎症性疾患治療に応用することである。当該研究計画に従い、ICAM-1に対するsiRNAを当該方法を用いて肝血管内皮細胞に送達することで、様々な急性肝炎モデルにおいて優れた抗炎症効果が得られることを見出し、提案研究課題を十分に遂行できた。さらに一連の研究成果は、既に学術論文、並びに学会発表等を通じて広く社会に発信しており、以上のことから、概ね当初の計画通り研究が進展したと考えている。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題の基盤技術として用いた超音波応答性マンノース修飾リポソーム/核酸複合体と外部からの超音波照射を利用した核酸送達システムは、リガンドに依存しない方法であると考えられるため、製剤に修飾する標的指向性素子を様々な分子に置換することで広範な標的細胞への効率的核酸送達法への発展が期待される。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2012 2011 2010

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Efficient suppression of murine intracellular adhesion molecule-1 using ultrasound-responsive and mannose-modified lipoplexes inhibits acute hepatic inflammation2012

    • Author(s)
      Keita Un, Shigeru Kawakami, Mitsuru Yoshida, Yuriko Higuchi, Ryo Suzuki, Kazuo Maruyama, Fumiyoshi Yamashita, Mitsuru Hashida
    • Journal Title

      Hepatology

      Volume: 56 Issue: 1 Pages: 259

    • DOI

      10.1002/hep.25607

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suppression of melanoma growth and metastasis by DNA vaccination using an ultrasound-responsive and mannose-modified gene carrier2011

    • Author(s)
      Keita Un, Shigeru Kawakatni, Ryo Suzuki, Kazuo Maruyama, Fumiyoshi Yamashita, Mitsuru Hashida
    • Journal Title

      Molecular Pharmaceutics

      Volume: 8 Issue: 2 Pages: 543

    • DOI

      10.1021/mp100369n

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The elucidation of gene transferring mechanism by ultrasound-responsive unmodified and mannose-modified lipoplexes2011

    • Author(s)
      Keita Un, Shigeru Kawakami, Mitsuru Yoshida, Yuriko Higuchi, Ryo Suzuki, Kazuo Maruyama, Fumiyoshi Yamashita, Mitsuru Hashida
    • Journal Title

      Biomaterials

      Volume: 32 Issue: 20 Pages: 4659

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2011.03.013

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of an ultrasound-responsive and mannose-modified gene carrier for DNA vaccine therapy2010

    • Author(s)
      Keita Un, Shigeru Kawakami, Ryo Suzuki, Kazuo Maruyama, Fumiyoshi Yamashita, Mitsuru Hashida
    • Journal Title

      Binmaterials

      Volume: 31 Pages: 7813-7826

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] φC31インテグラーゼを利用した超音波応答性マンノース修飾リポプレツクスによる遺伝子発現の長期持続化2011

    • Author(s)
      運敬太, 川上茂, 吉田允, 大谷祐基, 鈴木亮, 丸山一雄, 山下富義, 橋田充
    • Organizer
      第61回日本薬学会近畿支部総会・大会(平成23年度日本薬学会近畿支部奨励賞受賞)
    • Place of Presentation
      神戸学院大学ポートアイランドキャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-10-22
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波応答性マンノース修飾リポプレツクスを用いたsiRNA送達による抗炎症治療:siRNAの細胞内送達機構と抗炎症治療効果の評価2011

    • Author(s)
      運敬太, 川上茂, 樋口ゆり子, 鈴木亮, 丸山一雄, 山下富義, 橋田充
    • Organizer
      アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2011
    • Place of Presentation
      大阪大学コンベンションセンター(大阪府)
    • Year and Date
      2011-09-02
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波応答性マンノース修飾リポプレツクスによるin-vivo核酸導入機構の解析2011

    • Author(s)
      運敬太, 川上茂, 樋口ゆり子, 鈴木亮, 丸山一雄, 山下富義, 橋田充
    • Organizer
      遺伝子デリバリー研究会第11回夏期セミナー
    • Place of Presentation
      三翠園ホテル(高知県)
    • Year and Date
      2011-08-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波応答性マンノース修飾リポソームを利用した標的細胞選択的遺伝子導入法の開発2011

    • Author(s)
      運敬太
    • Organizer
      第36回製剤セミナー
    • Place of Presentation
      ヤマハリゾートつま恋(静岡県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-20
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波応答性マンノース修飾リポプレックスを用いたICAM-1 siRNA送達による肝虚血再度灌性傷害の抑制2011

    • Author(s)
      運敬太, 川上茂, 吉田允, 樋口ゆり子, 鈴木亮, 丸山一雄, 山下富義, 橋田充
    • Organizer
      第27回日本DDS学会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2011-06-10
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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