| Project/Area Number |
19J22910
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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 | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
亀川 凜平 (2019-2020) 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Research Fellow |
亀川 凜平 (2021) 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | メッセンジャーRNA / シリカ / ポリイオンコンプレックス / 経口投与 / 気管内投与 / マクロファージ / シリカゲル |
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| Outline of Research at the Start |
メッセンジャーRNA(mRNA)は、ゲノムへの挿入変異なしに様々な細胞でたんぱく質発現を促せることから、次世代の難病治療薬として期待されている。しかし、mRNAは生体内で速やかに代謝されるため、医薬品応用には分解から保護するキャリアの構築が必要である。本研究では、正に帯電したポリマーとmRNAの複合体をシリカゲルで被覆することで、体内でのmRNA送達を可能にするmRNAキャリアの構築を目指す。このとき、シリカゲル層に細胞内環境応答性を賦与することで高いmRNA発現を促す。シリカゲルの強酸耐性を活かした経口投与による腸への送達およびモデル疾患として潰瘍性大腸炎の治療応用を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、mRNA医薬の応用範囲を拡張するために、これまで検討のほとんどなかった投与経路（経口投与など）を可能にするmRNAキャリアを構築し、その機能を検討することである。具体的には、mRNAをポリカチオンと混合し得られるポリイオンコンプレックスをシリカゲル層で被覆することで、mRNAを酵素分解や加水分解から保護しつつ、シリカゲル層に期待されるマクロファージ特異的なmRNA送達を目指した。
昨年度までの検討で、マクロファージ特異的なmRNA送達が示唆された。この特異性をより深く検討するため、スカベンジャー受容体阻害剤の1つであるポリイノシン酸存在下での培養マクロファージ細胞株によるmRNA取り込み量を定量したところ、阻害剤濃度依存的に取り込み量が減少した。このことから、当該キャリアはスカベンジャー受容体を介してマクロファージ特異的にmRNAを送達することが明らかになった。
また、経口投与に向けた昨年度までの検討で、当該キャリアが人の胃酸pHにおいてmRNAを加水分解から保護できることが明らかになった。そこで、実際にマウスへ経口投与したところ、腸においてmRNA発現が認められた。一方、被覆なしのPICやmRNA単体の場合腸での発現は認められなかった。このことから、本キャリアの経口投与によるmRNA送達の実現可能性が示唆された。
さらに本キャリアの適用範囲をより広く検討するため、気管内投与による肺へのmRNA送達を検討した。その結果、経口投与時と同様、当該キャリアは他のキャリアに比べて有意に高いmRNA送達効率を示した。さらに、細胞集団別にmRNA取り込み効率を確認したところ、肺胞マクロファージによる高いmRNAの取り込み効率が確認された。このことから、生体環境においてもマクロファージ特異的にmRNA送達が可能であることが示された。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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