神経特異性ベクターシステムを利用した痛みの遺伝子治療の実用化基盤の構築

• Project/Area Number: 23K08397
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55050:Anesthesiology-related
• Research Institution: Wakayama Medical University
• Principal Investigator: 神田 恵 和歌山県立医科大学, 医学部, 博士研究員 (50516820)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神田 浩嗣 和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (00550641)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 遺伝子治療 / ウイルスベクター / 神経障害性疼痛 / GABA / 慢性疼痛 / 導入遺伝子

Outline of Research at the Start

本研究はこれまでの研究を発展させ、神経組織で特異的にGABAを産生させるウイルスベクターを作成する。次に、作成したベクターが組織選択性をもってGABAを産生する目的を果たしているかどうかの機能評価を行う。そして、さらにベクターを用いた遺伝子治療が疼痛モデルへ及ぼす影響と鎮痛メカニズムを調べる。本研究で用いるウイルスベクターは既に作成中であり、研究遂行のための準備と環境整備は滞りなく進んでいる。本研究は痛みの遺伝子治療の臨床化へ繋がるものであり、疼痛患者のQOLの改善と国民の健康へ寄与することを目標としている。

Outline of Annual Research Achievements

近年、遺伝子治療は様々な分野で注目されており、臨床応用が開始されている分野もあるが、ペインクリニックにおいては痛みの遺伝子治療は確立されていない。これまでに代表者は痛みの遺伝子治療の有用性やその鎮痛機序を解明する研究成果を継続的に報告してきた。本研究はグルタミン酸デカルボキシラーゼ(GAD)67を発現させ脊髄後角のγ-アミノ酪酸 (GABA) 合成を促進するウイルスベクターを用いた遺伝子治療の有用性を明らかにし、そのメカニズムを解明することを目的としている。本研究は、以下の１）～３）に示す研究内容から構成されている。１）GABA産生の促進のためGAD67を導入するアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターを作成する。作成したAAVベクターには、神経細胞特異的に標的遺伝子を発現させるためのプロモーターを装備させ、神経組織でのみGABA産生が促進する機能を付加させる。２）作成したAAVベクターの機能評価を行う。機能評価には初代培養神経細胞および実験動物（ラット）を用いる。３）疼痛モデルにAAVベクターを投与して行動解析を用いて疼痛閾値を経時的に測定し、その鎮痛効果と分子生物学的機序を調べる。2023年度の研究実績：１）の研究までを行った。　2024年度は、上記の研究の概要で示した次の研究内容２）～３）を進める予定である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究に用いるウイルスベクターの作成はほぼ完了したが、2023年度の当初の実験予定であったウイルスベクターを用いた初代培養神経細胞への投与実験は始動できていない。本研究が遅れている理由としては2023年度の中途において代表者と分担者の所属ならびに研究の拠点の異動があったことで新しい研究環境での実験の立ち上げに時間を要していることが主に挙げられる。2024年度には研究環境を整備し、必要な試薬、実験動物等を装備できれば、速やかに本研究を再開できる見込みである。

Strategy for Future Research Activity

2024年度は、上記の研究の概要で示した次の研究内容２）～３）を進める予定である。
２）１）で作成したアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターの機能評価を行う。機能評価には初代培養神経細胞および実験動物（ラット）を用いる。３）疼痛モデルにAAVベクターを投与して行動解析を用いて疼痛閾値を経時的に測定し、その鎮痛効果と分子生物学的機序を調べる。代表者、分担者、研究協力者との複数人でのカンファレンス開催、各自が分担する実験業務の遂行、国内外学会参加による本研究に関するディスカッション等の本研究の遂行のための重要な業務（トラブルシューティングおよびブラッシュアップ等）を積極的に行い、本研究を発展させていく予定である。