インターフェロン遺伝子発現の増強・持続化による新規癌治療戦略

• Project/Area Number: 20015022
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高倉 喜信 Kyoto University, 薬学研究科, 教授 (30171432)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥11,000,000 (Direct Cost: ¥11,000,000); Fiscal Year 2009: ¥5,500,000 (Direct Cost: ¥5,500,000); Fiscal Year 2008: ¥5,500,000 (Direct Cost: ¥5,500,000)
• Keywords: 遺伝子治療 / インターフェロン / 薬動学解析 / ベクター開発 / CpGモチーフ

Research Abstract

癌を対象としたインターフェロン(IFN)遺伝子治療効果の増強を目的に、インターフェロンγ(IFN-γ)遺伝子発現の増強・持続化に取り組んだ。昨年度までの検討から、プラスミド中のCpGモチーフが遺伝子発現が短期間であることの一因である可能性が示された。そこで、投与したプラスミド中のCpGモチーフのメチル化について検討したところ、CpGモチーフの多いプラスミドを投与した際に遺伝子発現の急激な低下が観測される投与後数日の時点では、プラスミドのCpGモチーフはメチル化されないことが明らかとなった。また、予めメチル化処理を行ったプラスミドを投与した場合にも、レベルは低いものの遺伝子発現が認められたことから、メチル化修飾は遺伝子発現レベルには影響を及ぼすものの、遺伝子導入時の急速な発現低下の要因ではないことが強く示唆された。一方、担癌マウスやアレルギー疾患モデルマウスでの長期発現実験において、投与量を増大させた場合には、遺伝子導入直後に観察された高いIFNレベルに起因すると考えられる有害作用が認められた。そこで、この一過性ピークの原因を明らかにするために、プロモータ/エンハンサの組み合わせを種々変更したIFN発現プラスミドを構築し、マウスに遺伝子導入後の血清中濃度プロファイルを解析した。その結果、導入直後の一過性ピークにはCMVエンハンサの関与が指摘された。一方、ROSA26プロモータを含むプラスミドからの遺伝子発現は、エンハンサの有無や種類に関わらず一定となることが示され、副作用の軽減に繋がることが期待された。一方、遺伝子発現後のIFNタンパク質の体内動態制御による治療効果増強にも取り組み、アルブミンとの融合タンパク質を設計することで、IFN-γの速やかな血中消失を抑制可能であることも明らかとなった。以上本研究では、プラスミドベクター並びにIFNタンパク質を新たにデザインすることで、IFN遺伝子発現の増強・持続化に成功した。

Research Products

• [Journal Article] Sustained exogenous expression of therapeutic levels of IFN-gamma ameliorates atopic dermatitis in NC/Nga mice via Th1 polarization. (2010)
  • Author(s): Hattori K, et al.
  • Journal Title: Journal of Immunology 184 Pages: 2729-2735
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of the content of unmethylated CpG dinucleotides in plasmid DNA on the sustainability of transgene expression. (2009)
  • Author(s): Mitsui M, et al.
  • Journal Title: Journal of Gene Medicine 11 Pages: 435-443
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of the content of unmethylated CpG dinucleotides in plasmid DNA on the sustainability of transgene expression (2009)
  • Author(s): Mitsui M, et.al.
  • Journal Title: Journal of Gene Medicine
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nonviral vector-mediated RNA interference : its gene silencing characteristics and important factors to achieve RNAi-based gene therapy (2009)
  • Author(s): Takahashi Y, et.al.
  • Journal Title: Advanced Drug Delivery Reviews
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reactivation of silenced transgene expression in mouse liver by rapid, large-volume injection of isotonic solution (2008)
  • Author(s): Nishikawa M, et.al.
  • Journal Title: Human Gene Therapy 19 Pages: 1009-1020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhancement of antiproliferative activity of interferons by RNA interference-mediated silencing of SOCS gene expression in tumor cells (2008)
  • Author(s): Takahashi Y, et.al.
  • Journal Title: Cancer Science 99 Pages: 1650-1655
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pharmacokinetic considerations regarding non-viral cancer gene therapy (2008)
  • Author(s): Nishikawa M, et.al.
  • Journal Title: Cancer Science 99 Pages: 856-862
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 発現タンパク質の時空間制御による遺伝子治療効果の最適化 (2010)
  • Author(s): 西川元也, ほか
  • Organizer: 日本薬学会第130年会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] 有効かつ安全なIFN-γ遺伝子治療システム開発に向けた遺伝子発現プロファイルの制御 (2010)
  • Author(s): 安藤満, ほか
  • Organizer: 日本薬学会第130年会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] 体内動態制御型インターフェロン融合タンパク質のデザインとin vivo遺伝子導入後の体内動態 (2009)
  • Author(s): 宮川典子, ほか
  • Organizer: 遺伝子・デリバリー研究会第9回シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] ヒトインターフェロンγ持続発現型プラスミドベクターの開発 (2009)
  • Author(s): 安藤満, ほか
  • Organizer: 遺伝子・デリバリー研究会第9回シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] インターフェロンγの持続的遺伝子発現による皮膚免疫・バリア機能の改善 (2009)
  • Author(s): 西川元也, ほか
  • Organizer: 遺伝子・デリバリー研究会第9回シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 長期持続型ヒトインターフェロンγ発現プラスミドベクターの開発 (2009)
  • Author(s): 安藤満, ほか
  • Organizer: 第25回日本DDS学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Inhibition of atopic dermatitis by sustained exogenous expression of interferon γ in NC/Nga mice (2009)
  • Author(s): Watcharanurak K, et al.
  • Organizer: 日本薬剤学会第24年会
  • Place of Presentation: 静岡
• [Presentation] プラスミドからの持続的遺伝子発現に及ぼすCpG配列メチル化の影響 (2009)
  • Author(s): 臧蕾、ほか
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] インターフェロンによる外来性遺伝子発現抑制機構の解析とその制御による発現の持続化 (2008)
  • Author(s): 臧蕾、ほか
  • Organizer: 遺伝子・デリバリー研究会第8回シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2008-05-09
• [Presentation] 持続的インターフェロン発現プラスミドベクターの開発とそのアトピー性皮膚炎遺伝子治療への応用 (2008)
  • Author(s): 服部香代子、ほか
  • Organizer: 遺伝子・デリバリー研究会第8回シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2008-05-09
• [Presentation] 等張溶液の大容量急速投与によるin vivo遺伝子発現の活性化 (2008)
  • Author(s): 福原康史、ほか
  • Organizer: 遺伝子・デリバリー研究会第8回シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2008-05-09
• [Presentation] 効率的な遺伝子デリバリーの際に認められる非線形遺伝子発現現象の解析 (2008)
  • Author(s): 滝口直美、ほか
  • Organizer: 遺伝子・デリバリー研究会第8回シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2008-05-09
• [Presentation] 持続的インターフェロン発現プラスミドベクターの開発とアレルギー疾患遺伝子治療への応用 (2008)
  • Author(s): 服部香代子、ほか
  • Organizer: 第18回アンチセンスシンポジウム
  • Place of Presentation: 岐阜
• [Presentation] Interferon Gene Therapy against Metastatic Cancer (2008)
  • Author(s): Takakura Y, Nishikawa M
  • Organizer: Ehrlich II -2nd World Conference on Magic Bullets
  • Place of Presentation: Nurnberg, Germany
• [Presentation] Optimization of Design and Delivery of Plasmid Vector for Interferon GeneTherapy (2008)
  • Author(s): Takakura Y
  • Organizer: 2008 KCRS Annual Conference: Research Networking for FutureTherapy
  • Place of Presentation: Jeju Island, Korea
• [Presentation] 持続的インターフェロン遺伝子発現によるアレルギー疾患治療 (2008)
  • Author(s): 服部香代子、ほか
  • Organizer: 第24回日本DDS学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] ハイドロダイナミクス法による高効率遺伝子導入時の非線形遺伝子発現機構の解明 (2008)
  • Author(s): 滝口直美、ほか
  • Organizer: 第24回日本DDS学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Reactivation of Silenced Transgene Expression in Mouse by Rapid, Large-Volume Iniection of Isotonic Solution (2008)
  • Author(s): Nishikawa M, et.al.
  • Organizer: American Society of Gene Therapy 11th Annual Meeting
  • Place of Presentation: Boston, MA, USA