バイオ・サーファクタントを用いた正電荷リポソームによる遺伝子導入の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14658219
• 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): 北本 大 産業技術総合研究所, 環境調和, 主任研究員 ; 古野 忠秀 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 講師 (80254308) ; 平嶋 尚英 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (10192296)
• Keywords: バイオ・サーファクタント / 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 / 遺伝子治療

Research Abstract

本研究では、正電荷コレステロールを素材とした画期的な非ウイルスベクターを開発し、遺伝子治療への応用を可能にすることを主たる目的とした。特に、バイオサーファクタントを含んだ正電荷リポソームベクターを開発し、遺伝子治療のベクター開発研究にbreak-throughをもたらすことを企てた。具体的には、次の3項目を中心に研究を推進した。a)バイオサーファクタントを用いた正電荷リポソームによる外来遺伝子の細胞内導入。b)環状両親媒性ステロールとバイオサーファクタントからなる新規ベクターのin vivoへの展開。C)新規ベクターのデザイン・分子構築原理の解明と遺伝子治療への展開。その結果、(1)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。ならびに、(2)バイオサーファクタントによる遺伝子導入機構の解明に成功した。同時に、(3)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。また、(4)顕微光学法による外来遺伝子の細胞内動態の解明。(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)バイオサーファクタントによるDNA・正電荷リポソーム・バイオサーファクタント三者複合体のコンパクト化と導入効率の増大。(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等である。これらバイオサーファクタントの特性を含んだ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。これらの一連の研究成果はバイオサーファクタントを含有した正電荷リポソームが遺伝子治療の研究に今後画期的な寄与をするものと考えられた。

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)