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肝細胞標的siRNA送達システムの創製:体内動態と細胞内動態の真の両立

Research Project

Project/Area Number 26893001
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Medical pharmacy
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

佐藤 悠介  北海道大学, 薬学研究科(研究院), 特任助教 (10735624)

Project Period (FY) 2014-08-29 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
KeywordssiRNA / 脂質ナノキャリア / pH応答性 / 体内動態 / 細胞内動態 / PEG / デリバリー
Outline of Annual Research Achievements

静脈内投与によってshort interfering RNA(siRNA)を肝臓へ効率的に導入するためには、siRNAキャリアの体内動態と細胞内動態の両過程の効率を最大化させる必要がある。脂質ナノキャリアの体内動態を向上するためにはPEG等の親水性高分子修飾が有用であるが、PEG修飾はキャリアの細胞内動態を著しく悪化させる(PEGのジレンマ)。そこで、血中ではPEGを安定的に保持し、酸性エンドソーム内では速やかに脱離させることで両過程の最大化を試みた。
pH低下に応答して切断するリンカーとして無水マレイン酸誘導体(CDM)を基盤とし、様々な分子量のPEGを結合させたCDM-PEG誘導体を合成した。CDMは第一級アミンと反応して共有結合を形成するため、初めにモデル化合物としてグリシンを用い、CDM-PEGの脱離能を評価した。その結果、いずれの誘導体も血中pHにおける安定性とpH6.0における速やかな脱離能を示し、目的通りの反応性を示すことが確認された。
第一級アミン含有脂質を合成し、それを含む脂質ナノキャリアのCDM-PEG修飾を試みた結果、添加量依存的な修飾量の増加が確認された。また、CDM-PEGの修飾に伴って脂質ナノキャリアの表面電荷が中性に変化したことから、CDM-PEG修飾はキャリアの体内動態を改善することが示唆された。実際に、脂質ナノ粒子の静脈内投与後の肝臓内局在はCDM-PEG修飾によって顕著に変化した。また、キャリアからの脱離について評価したところ、CDM-PEGはpH6.0において10分以内に完全に脱離した。
以上より、効率的なsiRNA送達に必要な構成物質を開発したと共に、体内動態・細胞内動態を両立するためのCDMリンカーを介したPEG修飾および酸性環境下における速やかな脱離能を確認することに成功した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] The RNA Sensor RIG-I Dually Functions as an Innate Sensor and Direct Antiviral Factor for Hepatitis B Virus2015

    • Author(s)
      Sato S, Li K, Kameyama T, Hayashi T, Ishida Y, Murakami S, Watanabe T, Iijima S, Sakurai Y, Watashi K, Tsutsumi S, Sato Y, Akita H, Wakita T, Rice CM, Harashima H, Kohara M, Tanaka Y, Takaoka A
    • Journal Title

      Immunity

      Volume: 42 Issue: 1 Pages: 123-132

    • DOI

      10.1016/j.immuni.2014.12.016

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In vivo therapeutic potential of Dicer-hunting siRNAs targeting infectious hepatitis C virus2014

    • Author(s)
      Watanabe T, Hatakeyama H, Matsuda-Yasui C, Sato Y, Sudoh M, Takagi A, Hirata Y, Ohtsuki T, Arai M, Inoue K, Harashima H, Kohara M
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: in press Issue: 1 Pages: 4750-4750

    • DOI

      10.1038/srep04750

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Application of apolipoprotein E-modified liposomal nanoparticles as a carrier for delivering DNA and nucleic acid in the brain.2014

    • Author(s)
      Tamaru M, Akita H, Nakatani T, Kajimoto K, Sato Y, Hatakeyama H, Harashima H.
    • Journal Title

      Int J Nanomedicine

      Volume: 9 Pages: 4267-4276

    • DOI

      10.2147/ijn.s65402

    • NAID

      120005476202

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An apolipoprotein E modified liposomal nanoparticle : Ligand dependent efficiency as a siRNA delivery carrier for mouse-derived brain endothelial cells2014

    • Author(s)
      Mina Tamaru, Hidetaka Akita, Kazuaki Kajimoto, Yusuke Sato, Hiroto Hatakeyama, Hideyoshi Harashima
    • Journal Title

      Int. J. Pharm.

      Volume: 465 Issue: 1-2 Pages: 77-82

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2014.02.016

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multifunctional envelope-type nano device for controlled intracellular trafficking and selective targeting in vivo.2014

    • Author(s)
      Kazuaki Kajimoto, Yusuke Sato, Takashi Nakamura, Yuma Yamada, Hidesyoshi Harashima.
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 190 Pages: 593-606

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2014.03.058

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Book] Advances in Genetics Volume 88 Nonviral Vectors for Gene Therapy Lipid- and Polymer-based Gene Transfer2014

    • Author(s)
      Sato Y, Nakamura T, Yamada Y, Akita H, Harashima H.
    • Total Pages
      409
    • Publisher
      ELSEVIER
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] 医薬ジャーナル 2014年7月号(Vol.50 No.7)2014

    • Author(s)
      佐藤悠介・中村孝司・山田勇磨・原島秀吉
    • Total Pages
      200
    • Publisher
      医薬ジャーナル社
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 肝線維化修復剤2015

    • Inventor(s)
      中島美紀, 小田祐輝, 原島秀吉, 佐藤悠介
    • Industrial Property Rights Holder
      金沢大学, 北海道大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-020308
    • Filing Date
      2015-02-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 脂質膜構造体2014

    • Inventor(s)
      原島秀吉, 佐藤悠介, など
    • Industrial Property Rights Holder
      北海道大学, 公益財団法人東京都医学総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-217011
    • Filing Date
      2014-10-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-09-09   Modified: 2016-06-01  

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