2011 Fiscal Year Annual Research Report
生体環境に応答するナノシステムによるがん標的型miRNA送達とがん治療への応用
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11J05557
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐藤 悠介 北海道大学, 大学院・生命科学院, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | リポソーム / 新規pH応答性脂質 / miRNA / siRNA |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、RNA干渉を誘起する内因性の機能性核酸マイクロRNA(miRNA)を末梢の固形がん組織に送達し、核酸を効率的に機能させることが可能なリボソーム型デリバリーシステムを構築することである。miRNAは23塩基対程度の短鎖二本鎖RNAであり、その構造や物性は、人工のRNA干渉を誘起する核酸であるsiRNAと同等であると考えられる。そこで、比較的安価なsiRNAをmiRNAの代用とし、独自のデリバリーシステムのさらなる改良を行なった。生理的pHでは中性を示し、酸性環境下でのみカチオン性へと変化する、体内動態に優れたpH応答性キャリアを用いた。昨年度では、既存のpH応答性脂質を用い、独自のpH応答性キャリアを構築したが、in vitroにおける評価から、既存のpH応答性脂質は、siRNAを機能させる際に非常に重要な、エンドソーム脱出能力が乏しく、標的遺伝子のノックダウン活性が悪いことが明らかとなった。この問題を解決するため、優れた細胞内動態を示し、強力なノックダウン活性を誘起可能な新規pH応答性脂質の合成を試み、YSK05の合成に成功した。In vitroにおいて、YSK05を搭載したキャリアは従来のキャリアと比較し、て優れた細胞内動態、高いノックダウン活性を示した。さらに、in vivo応用の可能性を検討するため、リボソーム型キャリアが多く集積し易い肝臓における活性を評価した。脂質組成を最適化した結果、ED50で0.06mg/kgを示し、これは現在論文で報告されている中で最も強力なキャリア、KCa-SNALPの0.02mg/kgに迫る高い活性であった。また、従来のキャリアと比較して血中滞留性にも優れていることが明らかとなった。すなわち、構築したYSK05を搭載したキャリアがin vivoにおいて優れた機能を発揮可能であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
構築した新規pH応答性脂質YSK05を搭載したキャリアは、既存の脂質を搭載したキャリアと比較して極めて優れた細胞内動態を示すことが明らかとなった。つまり、同量のキャリアが細胞に到達した場合の標的遺伝子抑制活性が飛躍的に上昇したことを意味し、従来効果を発揮するのに必要であった投与量を低減可能であることを強く示唆している。事実、in vivo肝臓においてED50を大きく減少させることに成功している。また、固形がん標的に必要な血中滞留性にも優れていることが明らかとなっており、従来用いてきたキャリアと比較して固形がん組織においても投与量を下げることが可能であると予想できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの検討から、目的である固形がん組織における活性は従来と比較し上昇すると考えられる。しかし、さらなる効率化のためにはがん組織内動態、細胞選択性などを考慮する必要性があると考えられる。つまり、がん組織はがん細胞だけではなく、多くの間質細胞や細胞外基質から構成されているため、がん組織内に到達後のキャリアを目的の細胞へと適切に誘導させなければならない。組織内動態に関して検討がなされている報告はほとんどないが、キャリアががん細胞以外の特定の細胞集団に多く取り込まれていることを示唆する結果を得た。従って、これまでにはなかった組織内動態という新たな視点からキャリアを構築する。
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