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Development of drug delivery system for CRISPR/Cas9 for the treatment of familial hypercholesterolemia

Research Project

Project/Area Number 19H03656
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 53020:Cardiology-related
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

Yamamoto Tsuyoshi  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (80636994)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 斯波 真理子  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 非常勤研究員 (70271575)
和田 郁人  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 特任研究員 (90760843)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywordsゲノム編集 / CRISPR/Cas9 / 核酸 / DDS / 家族性高コレステロール血症 / ゲノム編集技術 / 遺伝子編集技術 / ドラッグデリバリーシステム / CRISPR/Cas / アシアロ糖タンパク質 / 糖リガンド / オリゴヌクレオチド / 脂質異常症 / 表面受容体 / ゲノム編集治療 / ドラッグデリバリー / 糖鎖リガンド / 核酸医薬
Outline of Research at the Start

家族性高コレステロール血症(FH)に見られるLDL (low-density lipoprotein)受容体遺伝子上の多型の中には、本受容体の機能を著しく損ない重篤な高コレステロール血症を引き起こすものが知られている。本研究では、CRISPR/Cas9として知られるゲノム編集システムを体内の狙った組織や細胞へ的確に送り込む技術を開発し、これらの遺伝子変異の修復に取り組む。本技術によりこれまで治療が困難であった重症FHの治療薬開発が可能になるものと期待される。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have developed an in vivo delivery technology of the CRISPR/Cas9 genome editing system to pave the way for a therapeutic agent for homozygous familial hypercholesterolemia (FH). Specifically, we have conducted structure-activity relationship studies on possible locations of targeting ligands and chemical modifications on a CRISPR/Cas system that targets a highly expressed receptor on the liver parenchymal cells as a delivery scaffold. As a result, we have succeeded in efficiently delivering the engineered CRISPR/Cas9 system to the liver while maintaining the repressive effect on the expression of a FH-related gene.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

家族性高コレステロール血症(FH)は顕著なコレステロール血症とともに若年性冠動脈疾患を伴う遺伝性疾患である。特にFHホモ接合体はわが国の指定難病でもあり、出生後ただちに集中的な治療が必要である。薬物療法は効果が十分でなく約60%がLDLアフェレシスと呼ばれる体外循環療法を受けている。さらに治療抵抗性の場合には肝移植に頼らざるを得ない。CRISPR/Casシステムに代表されるゲノム編集治療が実現されればFHの根本的治療法になり得るが、これまで技術的なハードルがあった。本研究はその一つである体内動態の課題解決に資する技術を開発するものであり、FH治療の発展に貢献することが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Therapeutic application of sequence-specific binding molecules for novel genome editing tools2022

    • Author(s)
      Nakao Juki、Yamamoto Tsuyoshi、Yamayoshi Asako
    • Journal Title

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      Volume: 42 Pages: 100427-100427

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2021.100427

    • NAID

      210000173086

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 核酸医薬の物性制御による有効性・安全性へのアプローチ ~核酸医薬との物質共生に向けて~2022

    • Author(s)
      山本剛史、山吉麻子
    • Journal Title

      Drug Delivery System

      Volume: 37 Pages: 131-141

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Programmed Instability of Ligand Conjugation Manifold for Efficient Hepatocyte Delivery of Therapeutic Oligonucleotides2021

    • Author(s)
      Terada Chisato、Wada Fumito、Uchida Mei、Yasutomi Yukari、Oh Kaho、Kawamoto Seiya、Kayaba Yukina、Yamayoshi Asako、Harada-Shiba Mariko、Obika Satoshi、Yamamoto Tsuyoshi
    • Journal Title

      Nucleic Acid Therapeutics

      Volume: 31 Issue: 6 Pages: 404-416

    • DOI

      10.1089/nat.2021.0036

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Highly Potent GalNAc-Conjugated Tiny LNA Anti-miRNA-122 Antisense Oligonucleotides2021

    • Author(s)
      Yamamoto Tsuyoshi、Mukai Yahiro、Wada Fumito、Terada Chisato、Kayaba Yukina、Oh Kaho、Yamayoshi Asako、Obika Satoshi、Harada-Shiba Mariko
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 13 Issue: 6 Pages: 817-817

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics13060817

    • NAID

      120007168845

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Recent Advances in the Delivery Carriers and Chemical Conjugation Strategies for Nucleic Acid Drugs2021

    • Author(s)
      Oyama Shota、Yamamoto Tsuyoshi、Yamayoshi Asako
    • Journal Title

      Cancers

      Volume: 13 Issue: 15 Pages: 3881-3881

    • DOI

      10.3390/cancers13153881

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of modular conjugation strategy for N-acetylgalactosamine-targeted antisense oligonucleotides2019

    • Author(s)
      Yamamoto Tsuyoshi、Sawamura Motoki、Terada Chisato、Kashiwada Koki、Wada Fumito、Yamayoshi Asako、Obika Satoshi、Harada-Shiba Mariko
    • Journal Title

      Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids

      Volume: 39 Issue: 1-3 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1080/15257770.2019.1677911

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Monovalent N ‐Acetylgalactosamine Phosphoramidite for Liver‐Targeting Oligonucleotides2019

    • Author(s)
      Yamamoto Tsuyoshi、Terada Chisato、Kashiwada Koki、Yamayoshi Asako、Harada‐Shiba Mariko、Obika Satoshi
    • Journal Title

      Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry

      Volume: 78 Issue: 1 Pages: 1-18

    • DOI

      10.1002/cpnc.99

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 臨床応用に向けた核酸医薬の開発研究2021

    • Author(s)
      山本 剛史
    • Organizer
      ISNAC2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 安全性の高いin vivoゲノム編集システムの開発2021

    • Author(s)
      王芳帆、寺田知邑、山吉麻子、山本剛史
    • Organizer
      第142回日本薬学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝臓指向型アンチセンス核酸の動態改善に向けた 新規GalNAcリガンドの構築と活性評価2021

    • Author(s)
      寺田知邑・和田郁人・山吉麻子・斯波真理子・小比賀聡・山本剛史
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 3-Amino-1,2-Propanediol-Linked Monomeric GalNAc Phosphoramidite For Efficient Delivery Of Antisense Oligonucleotides To Hepatocytes2020

    • Author(s)
      Terada Chisato; Wada Fumito; Yamayoshi Asako; Harada-shiba Mariko; Obika Satoshi; Yamamoto Tsuyoshi
    • Organizer
      16th Annual Meeting of the Oligonucleotide Therapeutics Society
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 肝臓標的型アンチセンス核酸のためのリガンド/リンカー構造の最適化研究2020

    • Author(s)
      寺田知邑・和田郁人・ 山吉麻子・ 和田健彦・ 斯波真理子・山本剛史
    • Organizer
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] (2S,4S)-ピロリジンPNAの合成と結合能評価2020

    • Author(s)
      安冨由加梨・寺田知邑・山吉麻子・山本剛史
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝臓標的化核酸医薬のための新規Nアセチルガラクトサミンリガンドの開発2020

    • Author(s)
      寺田知邑、山吉麻子、 山本剛史
    • Organizer
      日本薬学会 第140年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Book] 核酸科学ハンドブック2020

    • Author(s)
      日本核酸化学会、杉本 直己
    • Total Pages
      576
    • Publisher
      講談社
    • ISBN
      9784065207864
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-12-25  

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