正電荷コレステロール誘導体を素材とした正電荷リポソームの遺伝子治療への展開

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12557207
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 中西 守 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (90090472)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 半田 哲郎 京都大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (00025719) ; 平嶋 尚英 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (10192296) ; 大和田 智彦 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (20177025) ; 徳山 悟 日本油脂研究所, 研究員 ; 奥 直人 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (10167322)
• Keywords: 遺伝子導入 / 正電荷コレステロール / 正電荷リポソーム / 非ウイルスベクター / 顕微光学法 / エンドサイトーシス / バイオサーファクタント / 遺伝子治療

Research Abstract

正電荷コレステロールを素材とした非ウイルスベクター(正電荷リポソーム)の開発を行い、遺伝子治療における基盤技術の確立と展開を行った。同時に、外来遺伝子の細胞内動態を解析する顕微光学技術を開発し、遺伝子治療研究への展開を行った。特に、水酸基を末端に持った正電荷コレステロール誘導体の有効性を明らかにするとともに、非ウイルスベクターによる外来遺伝子の導入機構(エンドサイトーシス、膜融合、核シグナルの寄与)を解明した。具体的な研究成果は次の8項目に大別できる。(1)高効率の非ウイルスベクターを遺伝子導入に利用する技術の確立。(2)顕微光学法による外来遺伝子の細胞内動態の解明。(3)バイーサーファクタントを用いた高効率の非ウイルスベクターの開発。(4)バイオサーファクタントによる遺伝子導入機構の解明。(5)プロタミンによる遺伝子導入効率の増進と、そのメカニズムの解明。(6)プロタミンによるDNA・正電荷リポソーム複合体のコンパクト化とそれによる核膜孔通過促進の可能性の提示。(7)核移行シグナルによる外来遺伝子の核移行の促進。(8)NGF, EGF等の受容体(レセプターチロシンキナーゼ)の活性化による遺伝子導入効率の増強。これら多くの多様な研究成果は細胞機能解明の基礎研究に大きく寄与するだけでなく、遺伝子導入の基礎技術と臨床応用(遺伝子治療)への展開に大きく寄与すると判断された。また、外来遺伝子(DNA)の核移行には細胞骨格蛋白質の動態が密接に関与していることも明確にした。これらの一連の研究成果は正電荷コレステロール誘導体を素材とした正電荷リポソームの遺伝子治療の研究に画期的な寄与をすると判断された。

Research Products

• [Publications] Hasegawa, S., Hirashima, N., Nakanishi, M.: "Comparative Study of Transfection Efficiency of Cationic Cholesterols Mediated by Liposomes-Based Gene Delivery"Bioorg. Med. Chem. Lett.. 12. 1299-1302 (2002)
• [Publications] Kato, N., Nakanishi, M., Hirashima, N.: "Transbilayer Asymmetry of Phospholipids in the Plasma Membrane Regulates Exocytotic Release in Mast Cells"Biochem.. 41. 8068-8074 (2002)
• [Publications] Noguchi, A., Hirashima, N., Furuno, T., Nakanishi, M.: "Activation of Receptor Tyrosine Kinases Promotes Gene Transfection in Rat Neuronal PC12 Cells by Cationic Liposomes"Neurosci. Lett.. 325. 29-32 (2002)
• [Publications] Noguchi, A, Hirashima, N., Nakanishi, M.: "Cationic Choresterol Promotes Gene Transfection Using the Nuclear Localization Signal in Protamine"Pharmaceut. Res.. 19. 933-938 (2002)
• [Publications] Mori, N., Suzuki, R., Furuno, T., McKay, DM., Wada, M., Teshima, R., Bienenstock, J., Nakanishi, M.: "Nerve-mast cell (RBL) interaction : RBL membrane ruffling occurs at the contact site with an activated neurite"Am J Physiol Cell Physiol.. 283. C1738-C1744 (2002)
• [Publications] Noguchi, S., Hirashima, N., Furuno, T., Nakanishi, M.: "Remarkable induction of apoptsis in cancer cells by a novel cationic liposome complexed with a bcl-2 antisense oligonucleotide"J Control Release. 7. 313-320 (2003)
• [Publications] 中西 守他: "免疫学辞典"東京化学同人. 450 (2002)