| Project/Area Number |
19F19116
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Kawasaki Institute of Industrial Promotion Innovation Center of NanoMedicine |
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Principal Investigator |
片岡 一則 公益財団法人川崎市産業振興財団(ナノ医療イノベーションセンター), ナノ医療イノベーションセンター, センター長 (00130245)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ABBASI SAED 公益財団法人川崎市産業振興財団(ナノ医療イノベーションセンター), ナノ医療イノベーションセンター, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | RNA医薬 / ゲノム編集 / 高分子ミセル / CRISPR/Cas9 |
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| Outline of Research at the Start |
遺伝子の自由な改変を可能とするゲノム編集技術は、１回の治療で長期にわたり効果が得られる究極の遺伝子治療技術として、遺伝性疾患のほか様々な難病に対して、その応用が期待されている。ここで、ゲノム編集酵素を生体内の標的細胞に送達する必要があるが、従来検討されていたウイルスを用いた方法では、安全性、経済性に課題がある。本研究では、安全かつ経済的に安価なRNA医薬に着目し、それを人工材料を用いて標的細胞に送達し、そこでゲノム編集酵素を発現させることを目指す。具体的には、RNAの生体内酵素分解を抑制し、肝臓へ効率的に送達するためのRNA輸送担体を開発し、肝疾患治療へ応用する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、Cas9 mRNAとガイドRNAを用いたCRISPR/Cas9生体内導入による肝臓でのゲノム編集を目指し、RNA送達のための高分子ミセル開発に取り組んだ。その際、(1)生体内でのRNA酵素分解の抑制、(2)鎖長の大きく異なるCas9 mRNAとガイドRNAの共送達法の確立、(3)肝細胞指向性の付与が課題となった。前年度、(1)を達成し、(2)についてin vitroで基礎的な知見を得ていたため、本年度は(2)のin vivo試験と(3)に取り組んだ。
(2)について、Cas9 mRNAとガイドRNAを共搭載したミセルを開発したところ、それぞれを単独で搭載したミセルを混合して投与した場合と比べ、優れた生体内ゲノム編集活性を示めした。物理化学的メカニズム解析の結果、共搭載により短鎖RNAがより安定にミセル内に保持されることが明らかとなった。(3)について、肝細胞表面のアシアロ糖タンパク質受容体のリガンドであるトリアンテナNアセチルガラクトサミンをミセル表面に搭載することで、静脈内投与後のミセルの肝集積性が10倍以上向上した。in vivo共焦点顕微鏡を用いた生きたマウスの肝臓のリアルタイム観察により、ミセルの類洞内皮細胞トランスサイトーシスによる能動的な肝実質への移行が示唆された。さらに、このリガンドを表面に修飾し、Cas9 mRNAとガイドRNAを共搭載したミセルをマウスに投与したところ、肝実質細胞において、効率的なゲノム編集が観察された。このように当初の計画内容を実現した。
また、当初の計画を超えて、脳へのゲノム編集にも取り組んだ。Cas9 mRNAとガイドRNAを共搭載したミセルを用いることで、神経細胞、アストロサイト、ミクログリアにゲノム編集活性を得ることができた。RNAを用いて脳実質でのゲノム編集を実現した世界で初めての報告である。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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