癌特異的認識分子を提示するバイオナノカプセルによるミサイル療法の開発

• Project/Area Number: 18015032
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 黒田 俊一 Osaka University, 産業科学研究所, 准教授 (60263406)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥12,700,000 (Direct Cost: ¥12,700,000); Fiscal Year 2007: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2006: ¥6,300,000 (Direct Cost: ¥6,300,000)
• Keywords: バイオナノカプセル / 遺伝子治療 / DDS / ホーミングペプチド / 糖鎖 / レクチン

Research Abstract

我々は、ヒト肝臓に対し極めて高い特異性及び感染性を有するB型肝炎ウイルス(HBV)の感染機構を担う外皮タンパク質を、組換え酵母で「バイオナノカプセル(BNC;HBV表面抗原粒子)」として大量生産し、BNC内部に遺伝子や薬剤を封入して、ヒト肝臓特異的で高効率な遺伝子・薬剤導入用ベクターとすることに成功した。これはウイルス法とリポソーム法の長所を併せ持つ新しい遺伝子及び薬物送達法である。既に我々は、(1)BNCの大量生産法、長期保存法、及びBNC内部への高効率な物質封入法、(2)肝癌移植ヌードマウスでのピンポイント遺伝子送達及びピンポイント抗癌剤送達による肝癌増殖抑制、(3)HBVエスケープ変異体を模倣した低抗原性BNC(ステルス型BNC)の開発、(4)サイトカイと又は抗体提示型BNCによるサイトカイン受容体又は抗原依存的再標的化、に成功した。今年度は(5)Homing Peptide提示型BNCに治療用遺伝子(HSV-tk)や抗癌剤(アドリアマイシン)を封入して、In Vivo (Xenograft)において尾静脈から投与して、ヒト大腸癌、ヒト肺癌、ヒト扁平上皮癌に対する治療効果を示すことに成功し、(6)癌特異的抗体及び癌特異的糖鎖認識レクチン提示型BNCに治療用遺伝子(HSV-tk)や抗癌剤(アドリアマイシン)を封入して、In Vivo(Xenograft)において尾静脈から投与して、前項と同じ治療効果を示すことに成功した。さらに、(7)Extruderを使用して上記BNCの粒子径を微調整することにより、In Vivo (Xenograft)における治療効果を最適化することに成功した。

Research Products

• [Journal Article] An siRNA against JC virus (JCV) agnoprotein inhibits JCV infection in JCV-producing cells inoculated in nude mice. (2008)
  • Author(s): Matoba, T, ら
  • Journal Title: Neuropathology (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The MAP Kinase p38 Links Shiga Toxin Dependent Signaling and Trafficking. (2008)
  • Author(s): Walchli, S, ら
  • Journal Title: Mol Biol Cell. 19 Pages: 95-104
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of MARK signaling molecules and Runx2 in the NELL 1-induced osteoblastic differentiation (2008)
  • Author(s): Bokui, N, ら
  • Journal Title: FEBS Letters 582 Pages: 255-264
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bio-nanocapsule Conjugated with Liposomes for In Vivo Pinpoint Delivery of Various Materials. (2008)
  • Author(s): Jung, JH, ら
  • Journal Title: J Control Release 126 Pages: 255-264
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Yeast-based fluorescence reporter assay of G protein-coupled receptor signaling for flow cytometric screening: FAR1-disruption recovers loss of episomal plasmid caused by signaling in yeast (2008)
  • Author(s): Ishi, J, ら
  • Journal Title: J. Biochem (Tokyo) (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of Ublquitin Ligase Activity of RBCK1 and Its Inhibition by Splice Variant RBCK2 and Protein Kinase Cβ. (2008)
  • Author(s): Tatemastu, K, ら
  • Journal Title: J. Biol. Chem. (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enigma homolog 1 scaffolds protein kinase D1 to regulate the activity of the cardiac L-type voltage-gated calcium channel. (2008)
  • Author(s): Maturana, AD, ら
  • Journal Title: Cardiovasc Res (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of Bio-Nanocapsule as a Transfer Vector Targeting Human Hepatocyte Carcinoma by Disulfide Linkage Modification. (2007)
  • Author(s): Nagaoka, T, ら
  • Journal Title: J Control Release 118 Pages: 348-356
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synergistic Effects of Nell-1 and BMP-2 on the Osteogenic Differentiation of Myoblasts. (2007)
  • Author(s): Cowan, CM, ら
  • Journal Title: J Bone Miner Res. 22 Pages: 918-930
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Axonal Guidance Protein FEZ1 Associates with Tubulin and Kinesin Motor Protein to Transport Mitochondria in Neurites of NGF-Stimulated PC12 Cells. (2007)
  • Author(s): Fujita, T, ら
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun 361 Pages: 605-610
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gene Therapy of Liver Tumors with Human LiverSpecific Nanoparticles. (2007)
  • Author(s): Ueda, M, ら
  • Journal Title: Cancer Gene Ther. 14 Pages: 440-440
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 生体内ピンポイント投与を可能にするバイオナノカプセル (2007)
  • Author(s): 鄭周姫、 粕谷武司、 谷澤克行、 黒田俊一
  • Journal Title: 日本薬学会誌 128 Pages: 797-805
  • NAID: 110006273924
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gene Therapy of Liver Tumors with Human Liver-Specific Nanoparticles. (2007)
  • Author(s): Iwasaki, Y., Ueda, M., Yamada, T., Kondo, A., Seno, M., Tanizawa, K., Kuroda, S., Sakamoto, M., Kitajima, M.
  • Journal Title: Cancer Gene Ther. 14 Pages: 74-81
• [Journal Article] A cold-active and thermostable alcohol dehydrogenase of a psychrotorelant from Antarctic seawater, Flavobacterium frigidimaris KUC-1. (2007)
  • Author(s): Kazuoka, T., Oikawa, T., Muraoka, I., Kuroda, S., Soda K.
  • Journal Title: Extremophiles 11 Pages: 257-267
• [Journal Article] Fasciculation and elongation protein zeta-1 (FEZ1) participates in the polarization of hippocampal neuron by controlling the mitochondrial motility. (2007)
  • Author(s): Ikuta, J., Maturana, A., Fujita, T., Okajima, T., Tatematsu, K., Tanizawa, K., Kuroda, S.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 353 Pages: 127-132
• [Journal Article] Characterization of bio-nanocapsule as a transfer vector targeting human hepatocyte carcinoma by disulfide linkage modification. (2007)
  • Author(s): Nagaoka, T., Fukuda, T., Yoshida, S., Yu, D., Kuroda, S., Tanizawa, K., Kondo, A., Ueda, M., Yamada, H., Tada, H., Seno, M.
  • Journal Title: J Control Release (In press)
• [Journal Article] バイオナノキャリアの開発とがん遺伝子治療への応用 (2007)
  • Author(s): 近藤昭彦, 黒田俊一, 谷澤克行, 妹尾昌治, 上田政和
  • Journal Title: バイオテクノロジージャーナル 7 Pages: 41-47
• [Journal Article] NELL-1 Induced Bone Formation within the Distracted Intermaxillary Suture. (2006)
  • Author(s): Cowan, C.M., Cheng, S., Ting, K., Soo, C., Walder, B., Wu, B., Kuroda, S., Zhang, X.
  • Journal Title: Bone 38 Pages: 48-58
• [Journal Article] Kinetic and Structural Studies on the Catalytic Role of the Aspartic Acid Residue Conserved in Copper Amine Oxidase (2006)
  • Author(s): Chiu, Y.-C., Okajima, T., Murakawa, T., Uchida, M., Taki, M., Hirota, S., Kim, M., Yamaguchi, H., Kawano, Y., Kamiya, N., Kuroda, S., Hayashi, H., Yamamoto, Y., Tanizawa.T.
  • Journal Title: Biochemistry 45 Pages: 4105-4120
• [Journal Article] Quantum Mechanical Hydrogen Tunneling in Bacterial Copper Amine Oxidase Reaction (2006)
  • Author(s): Murakawa, T., Okajima, T., Kuroda, S., Nakamoto, T., Taki, M., Yamamoto, Y., Hayashi, H., Tanizawa, K.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 342 Pages: 414-423
• [Journal Article] Involvement of a Putative [Fe-S]-cluster-binding Protein in the Biogenesis of Quinohemoprotein Amine Dehydrogenase (2006)
  • Author(s): Ono, K., Okajima, T., Tani, M., Kuroda, S., Sun, D., Davidson, V.L., Tanizawa, K.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 281 Pages: 13672-13684
• [Journal Article] Secretory production system of bionanocapsules using a stably transfected insect cell line (2006)
  • Author(s): Shishido, T., Muraoka, M., Ueda, M., Seno, M., Tanizawa, K., Kuroda, S., Fukuda.H., Kondo.A.
  • Journal Title: Appl. Microbial. Biotechnol. 73 Pages: 954-960
• [Journal Article] Quantitative and Dynamic Analyses of G Protein-Coupled Receptor Signaling in Yeast Using Fus1, Enhanced Green Fluorescence Protein (EGFP), and His3 Fusion Protein (2006)
  • Author(s): Ishii, J., Matsumura, S., Kimura, S., Tatematsu, K., Kuroda, S., Fukuda, H., Kondo, A.
  • Journal Title: Biotechnol. Prog. 22 Pages: 954-960
• [Journal Article] Nell-1 induces acrania-like cranioskeletal deformities during mouse embryonic development. (2006)
  • Author(s): Zhang, X., Cowan, C.M., Jiang, X., Soo, C., Miao, S., Carpenter, D., Wu, B., Kuroda, S., Ting, K.
  • Journal Title: Lab Invest. 86 Pages: 633-644
• [Journal Article] Nell-1-induced bone regeneration in calvarial defects. (2006)
  • Author(s): Aghaloo, T., Cowan, C.M., Chou, Y.F., Zhang, X., Lee, H., Miao, S., Hong, N., Kuroda, S., Wu, B., Ting, K., Soo, C.
  • Journal Title: Am. J. Pathol. 169 Pages: 903-915
• [Journal Article] Engineered Bio-nanocapsules, the Selective Vector for Drug Delivery System (2006)
  • Author(s): Yu, D., Fukuda, T., Tuoya, Kuroda, S., Tanizawa, K., Kondo, A., Ueda, M., Yamada, T., Tada, H., Seno, M.
  • Journal Title: IUBMB Life 58 Pages: 1-6
• [Journal Article] 中空バイオナノ粒子を用いたDDSの開発とその産業化 (2006)
  • Author(s): 近藤昭彦, 黒田俊一, 谷澤克行, 妹尾昌治, 上田政和
  • Journal Title: Drug Delivery System 21 Pages: 435-443
  • NAID: 10018228870
• [Journal Article] 遺伝子・薬剤の生体内ピンポイントデリバリーを可能にするバイオナノカプセルの現状とこれから (2006)
  • Author(s): 粕谷武司, 鄭 周姫, 谷澤克行, 黒田俊一
  • Journal Title: 化学と生物 44 Pages: 760-766
  • NAID: 10018329514
• [Journal Article] バイオナノカプセルの開発とバイオメディカル分野での応用 (2006)
  • Author(s): 黒田俊一, 粕谷武史, 鄭周姫, 谷澤克行
  • Journal Title: 化学工業 57 Pages: 869-874
• [Journal Article] バイオナノカプセルの開発と医薬品分野での応用 (2006)
  • Author(s): 黒田俊一
  • Journal Title: PHARM STAGE 6 Pages: 61-69
  • NAID: 40015182637
• [Journal Article] 乳酸菌表層ディスプレイ技術による新しいHPVワクチンの創製 (2006)
  • Author(s): 瀬脇智満, 夫 夏玲, 金 哲仲, 成 文喜, 黒田俊一
  • Journal Title: 細胞 38 Pages: 36-39
• [Presentation] Analysis of HBV entry using yeast-derived HBsAg L particle: Role of putative HBV receptor SCCA1 (2007)
  • Author(s): 粕谷武史, ら
  • Organizer: B型肝炎財団主催「B型肝炎ウイルスの分子生物学に関する国際会議」
  • Place of Presentation: イタリア・ローマ
  • Year and Date: 2007-09-16
• [Presentation] Bio-nanocapsules for the in vivo pinpoint gene/drug delivery system (2007)
  • Author(s): 黒田俊一
  • Organizer: ジュネーブ大学医学部主催講演会
  • Place of Presentation: スイス・ジュネーブ
  • Year and Date: 2007-09-13
• [Presentation] Bio-nanocapsule for In Vivo Pinpoint Drug and Gene Delivery System (2007)
  • Author(s): 黒田俊一
  • Organizer: The 2nd Korea-Japan Workshop on Combinatorial Bioengineering
  • Place of Presentation: 韓国・ソウル
  • Year and Date: 2007-06-29
• [Presentation] ヒト肝臓特異的バイオナノカプセルのInVivoイメージングによる生体内動態解析 (2007)
  • Author(s): 鄭周姫, ら
  • Organizer: 第23回日本DDS学会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] ホーミングペプチド提示型バイオナノカプセルによる生体内ピンポイントDDSの開発 (2007)
  • Author(s): 殿井裕之, ら
  • Organizer: 第23回日本DDS学会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] 糖鎖提示型バイオナノカプセルの開発 (2007)
  • Author(s): 三瓶浩史
  • Organizer: 第23回日本DDS学会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] バイオナノカプセルのInVivoイメージングに向けた可視化 (2007)
  • Author(s): 佐々木康雄, ら
  • Organizer: 第23回日本DDS学会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] バイオナノカプセルを用いたB型肝炎ウイルスのヒト肝臓特異的感染機構の解明 (2007)
  • Author(s): 粕谷武史, ら
  • Organizer: 第23回日本DDS学会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] Bio-nanocapsule displaying homing peptide, a novel in vivo pinpoint gene and drug delivery system (2007)
  • Author(s): 松崎高志, ら
  • Organizer: 第3回アメリカナノメディシン学会
  • Place of Presentation: 米国・サンジエゴ
• [Presentation] ZZタグ表層提示型バイオナノカプセルにおける抗体結合能の定性的・定量的評価 (2007)
  • Author(s): 飯嶋益巳, ら
  • Organizer: 第30回に本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会、合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 蛍光標識バイオナノカプセルを用いたB型肝炎ウイルスの細胞内動態の解析 (2007)
  • Author(s): 山田光男, ら
  • Organizer: 第30回に本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会、合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 蛍光リボソームを用いたバイオナノカプセルの可視化 (2007)
  • Author(s): 佐々木康雄, ら
  • Organizer: 第30回に本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会、合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 糖鎖提示によるバイオナノカプセルの再標的化 (2007)
  • Author(s): 三瓶浩史, ら
  • Organizer: 第30回に本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会、合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] ステルス型バイオナノカプセルの作製とステルス能の評価 (2007)
  • Author(s): 松下葉子, ら
  • Organizer: 第30回に本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会、合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] B型肝炎ウイルスによるヒト肝臓特異的感染機構・バイオナノカプセルを用いた解析 (2007)
  • Author(s): 粕谷武史, ら
  • Organizer: 第30回に本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会、合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] バイオナノカプセル・リポプレックス複合体の性状解析 (2007)
  • Author(s): 松井ゆかり, ら
  • Organizer: 第30回に本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会、合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 各種ホーミングペプチドによるバイオナノカプセルの再標的化 (2007)
  • Author(s): 松崎高志, ら
  • Organizer: 第30回に本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会、合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Book] Nanoparticle Technology Handbook (Masuo Hosokawa, Kiyoshi Nogi, Makio Naito, & Toyokazu Yokoyama Eds.) (2007)
  • Author(s): Shun'ichi Kuroda
  • Total Pages: 10
  • Publisher: Elsevier (Amsterdam, The Nethrlands)
• [Book] ナノバイオ辞典(山根恒夫・松永是監修) (2007)
  • Author(s): 黒田俊一(分担執筆)
  • Total Pages: 10
  • Publisher: (株)テクノシステム(東京)
• [Book] ナノパーティクルテクノロジー・ハンドブック(細川益男・野城清編集) (2006)
  • Author(s): 黒田俊一(分担執筆)
  • Total Pages: 4
  • Publisher: 日刊工業新聞社
• [Book] A Manual on Gene Transfer Vector and Genetic Modification Technology (John Rossi ＆ Ted Friedmann Eds.) (2006)
  • Author(s): Shun-ichi Kuroda(分担執筆)
  • Total Pages: 5
  • Publisher: Cold Spring Harbor Press
• [Book] 感染防御のBird's-eye view(西村泰治・丸山征郎・渡邊 武編集) (2006)
  • Author(s): 黒田俊一(分担執筆)
  • Total Pages: 12
  • Publisher: 南江堂
• [Patent(Industrial Property Rights)] 免疫学的測定用ビオチン化ナノ粒子 (2008)
  • Inventor(s): 平松紳吾、鄭基晩、畠平智子、金森大典、角矢博保、黒田俊一、谷澤克行
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人 大阪大学、東レ(株)、(株)ビークル
  • Industrial Property Number: 2008-001124
  • Filing Date: 2008-01-08
• [Patent(Industrial Property Rights)] タンパク質空ナノ粒子とそれを用いた物質運搬体、ならびに細胞への物質導入方法 (2008)
  • Inventor(s): 黒田俊一、近藤昭彦、谷澤克行、上田政和、妹尾昌治
  • Industrial Property Rights Holder: (株)ビークル
  • Industrial Property Number: 2001-031308
  • Acquisition Date: 2008
• [Patent(Industrial Property Rights)] 骨及び軟骨形成タンパク質を含有する医薬品及び医療器具 (2007)
  • Inventor(s): 中村雅典、黒田俊一、角淳一郎、織田光夫、馬谷原光織、剣持幸代、朴井伸行、五十嵐貢一
  • Industrial Property Rights Holder: 片山化学工業株式会社、昭和大学
  • Industrial Property Number: 2007-286810
  • Filing Date: 2007-11-02
• [Patent(Industrial Property Rights)] 糖及び糖鎖認識機構を利用する物質送達用及びバイオイメージング用バイオナノカプセル (2007)
  • Inventor(s): 黒田俊一、三善英知、日詰信吾
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人 大阪大学、(株)ビークル
  • Industrial Property Number: 2007-296127
  • Filing Date: 2007-11-14
• [Patent(Industrial Property Rights)] 炎症部位特異的物質送達用バイオナノカプセル (2007)
  • Inventor(s): 黒田俊一、田野保雄、大黒伸行、日詰信吾
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人 大阪大学、(株)ビークル
  • Industrial Property Number: 2007-296136
  • Filing Date: 2007-11-14
• [Patent(Industrial Property Rights)] 薬物送達システム (2007)
  • Inventor(s): 青木浩樹、吉村耕一、堤宏守、照山智恵、松崎益徳、黒田俊一
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人 山口大学、国立大学法人 大阪大学
  • Industrial Property Number: 2007-331948
  • Filing Date: 2007-12-25
• [Patent(Industrial Property Rights)] 肝硬変モテル動物およびその作製方法 (2007)
  • Inventor(s): 黒田俊一、近藤昭彦、谷澤克行、上田政和、妹尾昌治
  • Industrial Property Rights Holder: 科学技術振興機構
  • Acquisition Date: 2007-05-21
• [Patent(Industrial Property Rights)] 免疫学的測定用ビオチン化ナノ粒子 (2007)
  • Inventor(s): 平松伸吾 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: 東レ, 阪大
  • Industrial Property Number: 2007-003677
  • Filing Date: 2007-01-11
• [Patent(Industrial Property Rights)] ドラッグデリバリーシステムに用いる複合粒子 (2007)
  • Inventor(s): 清水宣明 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: 金沢大, 阪大
  • Industrial Property Number: 2007-032765
  • Filing Date: 2007-02-13
• [Patent(Industrial Property Rights)] 基板およびその製造方法 (2006)
  • Inventor(s): 平松伸吾 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: 東レ, (株)ビークル
  • Industrial Property Number: 2006-257829
  • Filing Date: 2006-09-22
• [Patent(Industrial Property Rights)] 免疫学的測定用ナノ粒子 (2006)
  • Inventor(s): 平松伸吾 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: 東レ, (株)ビークル
  • Industrial Property Number: 2006-258398
  • Filing Date: 2006-09-25
• [Patent(Industrial Property Rights)] 中空バイオナノ粒子への遺伝子導入剤及び導入法 (2006)
  • Inventor(s): 黒田俊一 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: 阪大, 九大, (株)ビークル
  • Industrial Property Number: 2006-205698
  • Filing Date: 2006-07-28
• [Patent(Industrial Property Rights)] ビオチン化ないしホーミングペプチド提示型バイオナノカプセル (2006)
  • Inventor(s): 黒田俊一 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: JST, 阪大, (株)ビークル
  • Industrial Property Number: 2006-356378
  • Filing Date: 2006-12-28