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ミトコンドリアを標的とする多重型・多機能性エンベロープ型ナノ構造体の開発

Research Project

Project/Area Number 17659039
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Medical pharmacy
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

原島 秀吉  北海道大学, 大学院薬学研究院, 教授 (00183567)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 紙谷 浩之  北海道大学, 大学院薬学研究院, 助教授 (10204629)
秋田 英万  北海道大学, 大学院薬学研究院, 助手 (80344472)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywordsミトコンドリア / MEND / MTS / オルガネラターゲティング / オクタアルギニン / 多重型 / 細胞内ターゲティング
Research Abstract

本研究は、蛋白質をミトコンドリア(MT)へ送達するための新規送達システムの開発を目的とした。研究戦略は、蛋白質をコアとするナノ粒子(直径100nm以下)を形成し、細胞膜とMT膜を突破するためにエンベロープを多重構造にする(多重型MEND)。最外層にはオクタアルギニンを、中間層にはMT targeting signal(MTS)を付加し、ナノ粒子のままMT内へ送達するシステムを開発する。
1)蛋白質を封入したMENDの構築:これまで、多機能性エンベロープ型ナノ構造体(MEND)に遺伝子を封入する方向を確立してきたが、本研究では、蛋白質を封入する方法を確立することに成功した。本MENDは、マクロピノサイトーシスで細胞内へ導入後、封入したGFPを細胞質中に放出可能であることが明らかと成った。
2)R8-MENDによるミトコンドリアへの送達システムの開発:オクタアルギニン(R8)修飾したMENDはマクロピノサイトーシスにより細胞内へ取込まれ、細胞質中へ脱出し、ミトコンドリアへGFPを送達可能であることが明らかとなった。
3)MTS結合エンベロープ体の構築:まず、脂質誘導体-MTSの合成を行った。合成は困難を極めたが、純度の高い合成品を得ることに成功した。エンベロープ化したナノ粒子に脂質誘導体一MTSを導入し、MTS結合エンベロープ体を構築した。MTS結合型多重型MENDにより、選択的なミトコンドリア送達が可能となった。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2007 2006 2005 Other

All Journal Article (10 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Octaarginine-modified envelope-type nanoparticles for gene delivery.2007

    • Author(s)
      I.A.Khalil
    • Journal Title

      Gene Therapy (in press)

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] High density of octaarginine stimulates macropincytosis leading to an efficient intracellular trafficking for gene expression.2006

    • Author(s)
      I.A.Khalil
    • Journal Title

      J. Biol. Chem. 281・6

      Pages: 3544-3451

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] High density of octaarginine stimulates macropincytosis leading to an efficient intracellular trafficking for gene expression.2006

    • Author(s)
      I.A Khalil, K.Kogure, S.Futaki, H.Harashima.
    • Journal Title

      J.Biol.Chem. 281・6

      Pages: 3544-5551

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Significant and prolonged antisense effect of multifunctional envelope-type nano device encapsulating antisense oligodeoxynucleotide.2006

    • Author(s)
      Y.Nakamura, K.Kogure, Y.Yamada, H.Harashima.
    • Journal Title

      J.Pharm. Pharmacol. (in press)

    • NAID

      120000954675

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  • [Journal Article] Construction of multifunctional envelope-type nano device by a SUV^*-fusion method.2005

    • Author(s)
      K.Sasaki, K.Kogure, S.Chaki, Y.Kihira, M.Ueno, H.Harashima.
    • Journal Title

      Int.J.Pharm. 296・1-2

      Pages: 142-150

    • Related Report
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  • [Journal Article] Development of an efficient method for packaging oligodeoxynucleotides in a condensed nano particle with a lipid-envelope structure.2005

    • Author(s)
      Y.Yamada, K.Kogure, Y.Nakamura, K.Inoue, H.Akita, F.Ngatsugi, S.Sasaki, T.Suhara, H.Harashima.
    • Journal Title

      Biol. Pharm. Bull. 28・10

      Pages: 1939-1942

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Kinetic analysys of protein production after DNA transfection.2005

    • Author(s)
      Y.Yamada, H.Kamiya, H.Harashima.
    • Journal Title

      Int.J.Pharm. 299

      Pages: 34-40

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  • [Journal Article] A multifunctional envelope-type nano device for novel gene delivery of siRNA plasmids.2005

    • Author(s)
      R.Moriguchi, K.Kogure H.Akila, S.Futaki, M.Miyagishi, K.Taira, H.Harashima.
    • Journal Title

      Int.J.Pharm. 301

      Pages: 277-285

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  • [Journal Article] Mitochondrial delivery of mastoparan with transferrin liposomes equipped with a pH-sensitive fusogenic peptide for selective cancer therapy.2005

    • Author(s)
      Y.Yamada, Y.Shinohara, T.Kakudo, S.Chaki, S.Futaki, H.Kamiya, H.Harashima
    • Journal Title

      Int.J.Pharm. 303

      Pages: 1-7

    • NAID

      120003702858

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Efficient cytoplasmic protein delivery by multifunctional envelope-type nano device.

    • Author(s)
      R.Suzuki
    • Journal Title

      Biol. Pharm. Bull. (in press)

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  • [Book] 1Pharmacokinetics of Gene Delivery in Cells. In Non-viral Gene Therapy: Gene Design and Delivery Edit. by Kazunari Taira, Kazunori Kataoka,2005

    • Author(s)
      H.Akita, I.A Khalil, K.Kogure, H.Harashima.
    • Total Pages
      19
    • Publisher
      Springer-Verlag Tokyo, Inc.
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  • [Book] "New Drug Delivery System and Application to Gene Therapy" Knaeblein, Muller Eds. Modern Biopharmaceuticals.2005

    • Author(s)
      K.Kogure, H.Akita, H.Kamiya, H.Harashima.
    • Total Pages
      15
    • Publisher
      Wiley-VCH
    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 目的物質をミトコンドリア内に送達可能な脂質膜構造体2006

    • Inventor(s)
      山田勇磨, 秋田英万, 小暮健太朗, 紙谷浩之, 原島秀吉, 菊池寛, 小林英夫
    • Industrial Property Rights Holder
      北海道大学, 第一製薬株式会社
    • Filing Date
      2006-03-09
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 粒子を脂質膜で被覆する方法.2005

    • Inventor(s)
      小暮 健太朗, 箕浦 ありさ, 原島 秀吉
    • Industrial Property Rights Holder
      北海道大学
    • Industrial Property Number
      2005-010998
    • Filing Date
      2005-01-18
    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 目的物質をミトコンドリア内に送達可能な脂質膜構造体.2005

    • Inventor(s)
      山田 勇磨, 秋田 英万, 小暮 健太朗, 紙谷 浩之, 原島 秀吉, 菊池 寛, 小林 英夫
    • Industrial Property Rights Holder
      北海道大学
    • Industrial Property Number
      2005-066385
    • Filing Date
      2005-03-09
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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