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Development of innovative RNA vaccine system using ultrasound-responsive nanobubbles

Research Project

Project/Area Number 21K06715
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionTokyo University of Pharmacy and Life Science

Principal Investigator

Tada Rui  東京薬科大学, 薬学部, 准教授 (70635888)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 根岸 洋一  東京薬科大学, 薬学部, 教授 (50286978)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords核酸ワクチン / 超音波 / リポソーム / RNAワクチン / 感染症 / デリバリーシステム / 遺伝子導入 / DNAワクチン / ナノバブル / 真菌
Outline of Research at the Start

RNAワクチンは次世代ワクチンとして注目されているが、RNAは親水性の高分子であるため細胞(組織)内導入能に乏しく免疫原性が低いことが問題となる。このため大量のRNA合成が必要となるが、RNAポリメラーゼなどの原料供給に課題がある。したがって、RNAワクチンをいかに安全かつ効率的に筋組織へ遺伝子導入をおこなうことにより上記の課題解決が可能と考えられる。言い換えるとRNAワクチンの社会への迅速な提供には核酸デリバリーシステムの構築が鍵となる。本研究では、RNAワクチンの筋組織へのデリバリーを独自の遺伝子導入技術であるナノバブル技術を利用して達成を試みる研究である。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to develop a novel RNA vaccine system based on ultrasound-responsive nanobubble technology as a new modality for nucleic acid vaccines, which has gained attention during the COVID-19 pandemic. Initial experiments using mRNA did not yield the expected increase in antibody titers, leading us to shift our approach toward plasmid DNA. When we introduced plasmid DNA into mouse muscle tissue using nanobubbles combined with ultrasound irradiation, we observed a significant enhancement in antigen-specific antibody production. Moving forward, we plan to continue developing RNA vaccines by optimizing nanobubbles and incorporating adjuvants while simultaneously advancing DNA vaccine development using our nanobubble technology.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

新型コロナウイルスのパンデミックは、ワクチン開発の重要性を再認識させた。生命は勿論、社会秩序および経済を守るためには効果的かつ安全な核酸ワクチンシステムの更なる開発が必要不可欠と考えられる。本研究により見いだされた超音波応答性ナノバブルを用いた核酸ワクチンシステムは、新たなワクチンモダリティとなり得ると思われる。さらなる研究開発によって多くのワクチンモダリティの一翼を担うことで社会に貢献することが期待される。

Report

(3 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Role of Interleukin-6 in the Antigen-Specific Mucosal Immunoglobulin A Responses Induced by CpG Oligodeoxynucleotide-Loaded Cationic Liposomes2022

    • Author(s)
      Tada Rui、Honjo Emi、Muto Shoko、Takayama Noriko、Kiyono Hiroshi、Kunisawa Jun、Negishi Yoichi
    • Journal Title

      Membranes

      Volume: 12 Issue: 6 Pages: 635-635

    • DOI

      10.3390/membranes12060635

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Involvement of splenic marginal zone macrophages in the recognition of systemically administered phosphatidylserine-coated liposomes in mice2022

    • Author(s)
      Tada Rui、Nagao Koichiro、Tanaka Riki、Yamada Sumire、Watanabe Ayano、Negishi Yoichi
    • Journal Title

      International Immunopharmacology

      Volume: 112 Pages: 109209-109209

    • DOI

      10.1016/j.intimp.2022.109209

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of interleukin-6 in antigen-specific mucosal immunoglobulin A induction by cationic liposomes2021

    • Author(s)
      Tada Rui、Hidaka Akira、Tanazawa Yuya、Ohmi Akari、Muto Shoko、Ogasawara Miki、Saito Momoko、Ohshima Akihiro、Iwase Naoko、Honjo Emi、Kiyono Hiroshi、Kunisawa Jun、Negishi Yoichi
    • Journal Title

      International Immunopharmacology

      Volume: 101 Pages: 108280-108280

    • DOI

      10.1016/j.intimp.2021.108280

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CpG ODN搭載正電荷リポソームが有する粘膜アジュバント活性に対するIL-6の寄与2022

    • Author(s)
      多田塁, 本庄絵美, 武藤祥子, 高山典子, 清野宏, 國澤純, 根岸洋一
    • Organizer
      日本薬剤学会第37年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 経鼻投与型リポソームワクチンを用いた真菌ワクチン開発に向けた基礎的検討2022

    • Author(s)
      多田 塁, 石原 聡子, 岩田 知子, 清野 宏, 國澤 純, 根岸 洋一
    • Organizer
      第38回 日本DDS学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 正電荷リポソームの経鼻投与で惹起される鼻腔内への好中球遊走機構2022

    • Author(s)
      田中 碧, 多田 塁, 近江 珠怜, 棚澤 佑哉, 山田 菫, 大島 亮洋, 清野 宏, 國澤 純, 根岸 洋一
    • Organizer
      第66回 日本薬学会 関東支部大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] IL-6の正電荷リポソームが有する粘膜アジュバント活性に対する寄与2021

    • Author(s)
      多田 塁, 日高 晃, 棚澤 佑哉, 近江 珠怜, 小笠原 樹, 斎藤 桃子, 大島 亮洋, 清野 宏, 國澤 純, 根岸 洋一
    • Organizer
      第65回 日本薬学会関東支部大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 東京薬科大学・薬学部・薬物送達学教室

    • URL

      https://www.ps.toyaku.ac.jp/yakubutsusotatsu/

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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