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Development of RNA medicine delivery system with target-specific exosomes for the treatment of neuropathic pain

Research Project

Project/Area Number 16K15340
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Pain science
Research InstitutionNippon Medical School

Principal Investigator

SUZUKI HIDENORI  日本医科大学, 大学院医学研究科, 大学院教授 (30221328)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 坂井 敦  日本医科大学, 医学部, 講師 (30386156)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords変形性膝関節症 / 核酸医薬 / マイクロRNA / 神経障害性疼痛 / 一次感覚神経 / エクソソーム / マイクロRNAクラスター / 滑膜 / 前十字靭帯断裂 / 核酸 / 神経科学 / 生体分子 / 脳神経疾患 / 薬理学
Outline of Final Research Achievements

Exosomes are extracellular vesicles containing RNAs and proteins, and play a role in cell-to-cell communication. Therefore, they can work as a target-specific drug delivery system for RNA medicine. MicroRNA (miRNA) post-transcriptionally regulates the expression of many specific genes. In this study, we searched for potential miRNAs present in exosomes as candidates to develop novel drugs for the treatment of neuropathic pain. In knee osteoarthritis (OA) model rats with neuropathic pain, we found that the miRNA miR-21 was released from the synovial tissue and increased in the synovial fluid in OA model rats. A single intra-articular injection of miR-21 inhibitor (modified RNAs) exerted long-term analgesia in OA rats, while miR-21 injection caused knee joint pain through Toll-like receptor 7, which was expressed in the primary afferent neurons in naive rats. These results suggest that miR-21-blocking nucleic acids have a clinical potential against OA with neuropathic pain.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がん、糖尿病あるいは外傷など様々な疾患に起因する難治性神経障害性疼痛に対する疼痛管理は、現在の医療において患者のQOL を改善するために重要な課題の1 つである。現在使用されている抗てんかん薬、抗うつ薬やオピオイド等の鎮痛薬は効果が限定的であり、有害反応も少なくない。さらに、これらの治療薬は本疾患の病態に基づく合理的かつ特異的な治療手段となり得ていない。本研究の成果は、病態生理に基づき、miRNA関連分子による新たな神経障害性疼痛に対する治療薬の開発基盤を提供する点で、学術的・社会的意義が大きいと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] MicroRNA cluster miR-17-92 modulates the neuropathic pain2018

    • Author(s)
      坂井 敦、鈴木秀典
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 90 Issue: 4 Pages: 524-528

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2018.900524

    • NAID

      40021670735

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2018-08-25
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 神経障害性疼痛と非コードRNA2018

    • Author(s)
      鈴木秀典
    • Journal Title

      痛みと漢方

      Volume: 28 Pages: 16-21

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] MicroRNA cluster miR-17-92 regulates multiple functionally related voltage-gated potassium channels in chronic neuropathic pain2017

    • Author(s)
      Sakai Atsushi、Saitow Fumihito、Maruyama Motoyo、Miyake Noriko、Miyake Koichi、Shimada Takashi、Okada Takashi、Suzuki Hidenori
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 16079-16079

    • DOI

      10.1038/ncomms16079

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] miR-15b mediates oxaliplatin-induced chronic neuropathic pain through BACE1 down-regulation.2017

    • Author(s)
      Ito N, Sakai A, Miyake N, Maruyama M, Iwasaki H, Miyake K, Okada T, Sakamoto A, Suzuki H.
    • Journal Title

      British Journal of Pharmacology

      Volume: 174 Issue: 5 Pages: 386-395

    • DOI

      10.1111/bph.13698

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Role of miR-17-92 in the functional changes of primary sensory neurons following nerve injury2018

    • Author(s)
      Sakai Atsushi, Saitow Fumihito, Maruyama Motoyo, Miyake Noriko, Miyake Koichi, Okada Takashi, Suzuki Hidenori.
    • Organizer
      第91回日本薬理学会年会 第18回国際薬理学・臨床薬理学会議
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Involvement of the long non-coding RNA Neat1 in the neuropathic pain and neurite outgrowth following nerve injury2018

    • Author(s)
      Maruyama Motoyo, Sakai Atsushi, Okada Takashi, Suzuki Hidenori.
    • Organizer
      第91回日本薬理学会年会 第18回国際薬理学・臨床薬理学会議
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 神経障害性疼痛モデルラットの一次感覚神経におけるNeat1長鎖非コードRNAの解析2018

    • Author(s)
      坂井 敦、丸山基世、岡田尚巳、鈴木秀典
    • Organizer
      第40回日本疼痛学会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 変形性膝関節症モデルラットにおいてmiR-21はToll-like receptorを介して疼痛に関与する2018

    • Author(s)
      星川直哉、坂井 敦、高井信朗、鈴木秀典
    • Organizer
      第40回日本疼痛学会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経障害性疼痛及び軸索再生に対するNeat1の関与2018

    • Author(s)
      丸山基世、坂井 敦、福永津嵩、浜田道昭、岡田尚巳、鈴木秀典
    • Organizer
      第20回日本RNA学会年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] miR-21を標的とした変形性関節症に伴う疼痛治療の可能性2018

    • Author(s)
      星川直哉、坂井 敦、鈴木秀典、高井信朗
    • Organizer
      第33回日本整形外科学会基礎学術集会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経障害性疼痛における長鎖非コードRNA Neat1の作動機構の探索2018

    • Author(s)
      坂井 敦、丸山基世、福永津嵩、浜田道昭、岡田尚巳、鈴木秀典
    • Organizer
      生理学研究所 研究会「生体サバイバル戦略としての痛みの機構と意義」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経障害性疼痛における長鎖ノンコーディングRNAの発現解析2017

    • Author(s)
      丸山基世、坂井 敦、鈴木秀典
    • Organizer
      第90回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      長崎ブリックホール、長崎新聞文化ホール アストピア
    • Year and Date
      2017-03-15
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 疼痛と非コードRNA2017

    • Author(s)
      鈴木秀典
    • Organizer
      第30回日本疼痛漢方研究会学術集会
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      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 末梢神経障害と変動するmiRNA:リキッドバイオプシーによる痛みのバイオマーカーへの可能性2017

    • Author(s)
      鈴木秀典、坂井 敦
    • Organizer
      第37回鎮痛薬・オピオイドペプチドシンポジウム
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      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 後根神経節に高発現する長鎖非コードRNAの神経障害性疼痛における変化2017

    • Author(s)
      坂井 敦、丸山基世、岩崎宏俊、鈴木秀典
    • Organizer
      第39回日本疼痛学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] miR-17-92クラスターは感覚神経の神経損傷において電位依存性カリウムチャネル機能を調節する2017

    • Author(s)
      坂井 敦、齋藤文仁、丸山基世、三宅紀子、三宅弘一、岡田尚巳、鈴木秀典
    • Organizer
      Conbio2017(2017年度生命科学系学会合同年次大会、第40回日本分子生物学会年会、第90回日本生化学会大会)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 神経傷害による長鎖非コードRNAの発現変化2017

    • Author(s)
      丸山基世、坂井 敦、岩崎宏俊、鈴木秀典
    • Organizer
      Conbio2017(2017年度生命科学系学会合同年次大会、第40回日本分子生物学会年会、第90回日本生化学会大会)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 末梢神経傷害に伴う一次感覚神経機能変化におけるmiR-17-92の役割2017

    • Author(s)
      坂井敦
    • Organizer
      生理学研究所研究会「痛みを中心とする有害状況適応の神経戦略バイオロジー」
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 感覚神経傷害によるmiR-21の細胞外放出の上昇2016

    • Author(s)
      坂井 敦、丸山基世、鈴木秀典
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] miR-15b role in the oxaliplatin-induced neuropathic pain.2016

    • Author(s)
      Sakai A, Ito-Kuroki N, Maruyama M, Miyake N, Iwasaki H, Miyake K, Okada T, Sakamoto A, Suzuki H.
    • Organizer
      16th World Congress on Pain
    • Place of Presentation
      Pacifico Convention Center
    • Year and Date
      2016-09-26
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Voltage-gated potassium channel modulation by miR-17-92 cluster in the neuropathic pain.2016

    • Author(s)
      Sakai A, Miyake N, Maruyama M, Miyake K, Shimada T, Okada T, Suzuki H.
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-07-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 神経障害性疼痛におけるmiR-17-92クラスターによるカリウムチャネルの調節2016

    • Author(s)
      坂井 敦、丸山基世、三宅紀子、齋藤文仁、三宅弘一、島田 隆、岡田尚巳、鈴木秀典
    • Organizer
      第38回日本疼痛学会
    • Place of Presentation
      北海道立道民活動センター
    • Year and Date
      2016-06-24
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 一次感覚神経節miR-15bのオキサリプラチン誘発性神経障害性疼痛における解析2016

    • Author(s)
      黒木直美、坂井敦、三宅紀子、三宅弘一、岡田尚巳、鈴木秀典、坂本篤裕
    • Organizer
      第63回日本麻酔科学会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      2016-05-26
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Remarks] http://square.umin.ac.jp/nms-pharmacol/

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      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] http://www2.nms.ac.jp/nms/pharmacol/

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 日本医科大学大学院 医学研究科 薬理学分野

    • URL

      http://www.nms.ac.jp/nms/pharmacol/

    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] microRNA-21を標的とした変形性関節症による疼痛の緩和2019

    • Inventor(s)
      星川直哉、坂井敦、鈴木秀典、高井信朗
    • Industrial Property Rights Holder
      星川直哉、坂井敦、鈴木秀典、高井信朗
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] microRNA-21を標的とした変形性関節症による疼痛の緩和2018

    • Inventor(s)
      星川直哉、坂井 敦、鈴木秀典、高井信朗
    • Industrial Property Rights Holder
      星川直哉、坂井 敦、鈴木秀典、高井信朗
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-044744
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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