2003 Fiscal Year Annual Research Report

遺伝子・遺伝子キャリアー複合体の細胞内でのトラフィックコントロール

Research Project

Project/Area Number	14703033
Research Institution	Nagasaki University
Principal Investigator	新留琢郎長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 助手 (20264210)
Keywords	遺伝子治療 / 遺伝子デリバリー / 合成ペプチド / デンドリマー / 遺伝子発現
Research Abstract	細胞内へ外来遺伝子を送達する際、塩基性の遺伝子キャリアーを利用する方法が簡便で一般的な手法となっている。そのキャリアー分子はDNAと複合体を形成し、細胞内へ取り込まれるが、その多くがエンドソームを経た細胞内分解システムへ流れていき、さらに、幸運にも細胞質へ脱出できた複合体も核へ移行できる確率は低く、したがって、細胞内でのエンドソームから細胞質への移行、複合体の解離、そして、核への局在についてそれぞれのステップの効率を向上させることにより、実用レベルに達するような遺伝子キャリアーができると期待される。本研究ではその各ステップを人工的にコントロールし、遺伝子発現効率を向上させる手段を目指すとともに、それを制御することで機能的な遺伝子デリバリーあるいは発現制御を行うテクニックを探ろうというものである。昨年度はエンドソームから細胞質へ移行を促進するペプチドを報告したが、本年度はポリエチレングリコールからペンダント型にカルボキシル基を有する酸性ポリマーを合成し、そのエンドソーム破壊による遺伝子発現効率上昇を実現した。また、この酸性ポリマーを糖修飾することにより、細胞表面レセプター関与での取り込みが認められ、また、ポリエチレングリコールの血中でのステルス性も加わって、in vivoで遺伝子キャリアー分子の構築に成功した。一方、遺伝子発現に必須なDNA複合体の解離について、細胞質中での、解離の可能性について、in vitroの実験を行ったところ、ポリマー性の遺伝子キャリアーの場合は細胞質中のタンパク質成分がその解離に関わっていることが示され、脂質系のキャリアーの場合ではむしろ細胞内の膜成分との相互作用の結果、外来DNAの遊離が達成されていることが指摘された。この結果は脂質系とポリマー系遺伝子デリバリーの違いを理解する上で重要な知見で、今後の遺伝子キャリアー設計に重要な情報となるだろう。

Research Products
(13 results)

All Other

All Publications (13 results)

[Publications] T.Okuda et al.: "Characters of Dendritic Poly(L-lysine) Analogues with the Terminal Lysines Replaced with Arginines and Histidines as Gene Carriers in Vitro"Biomaterials. 25. 537-544 (2004)
[Publications] K.Maruyama et al.: "Novel receptor-mediated gene delivery system comprising plasmid / protamine / sugar-containing polyanion ternary complex"Biomaterials. (印刷中).
[Publications] T.Hatakeyama et al.: "Antibacterial Activity of Peptides Derived from the C-Terminal Region of a Hemolytic Lectin, from the Murine Invertebrate Cucumaria echinata"J.Biochem.. (印刷中).
[Publications] T.Niidome et al.: "Structure-Activity Relationship of an Antibacterial Peptide, Maculatin 1.1, from the Skin Glands of the Tree Frog, Litoria genimaculata"J.Peptide Sci.. (印刷中).
[Publications] M.Nakayama et al.: "Helicobacter pylori VacA activates the p38/ATF-2-mediated signal pathway in AZ521 cells"J.Biol.Chem.. (印刷中).
[Publications] K.Ogushi et al.: "Gangliosides act as co-receptors for Salmonella enteritidis FliC and promote FliC-induction of human β-defensin-2 expression in Caco-2 cells"J.Biol.Chem.. (印刷中).
[Publications] K.Kubo et al.: "Optically driven transport into a living cell"Appl.Phys.Lett.. 8. 2468-2470 (2003)
[Publications] Y.Fukuoka et al.: "Structure-Activity Relationship of Model Peptides Based on Pleurocidine, an Antibacterial Peptide"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76. 1857-1861 (2003)
[Publications] T.Okuda et al.: "Time-Dependent Complex Formation of Dendritic Poly(L-lysine) with Plasmid DNA and Correlation with in vitro Transfection Efficiencies."Organic & Biomolecular Chemistry. 1. 1270-1273 (2003)
[Publications] K.Yahiriro et al.: "Protein Tyrosine Phosphatase α, RPTPα, is a Helicobacter pylori VacA Receptor."J.Biol.Chem.. 278. 19183-19189 (2003)
[Publications] Y.Koyama et al.: "Novel Poly(ethylene glycol) Derivatives Having Carboxylic Acid Pendant Groups : Syntheses and Their Enhancing Effect on Non-viral Gene Transfection Systems."J.Biomaterials Science : Polymer Edition. 14. 515-532 (2003)
[Publications] Y.Aoyama et al.: "Artificial Viruses and Their Application to Gene Delivery. Size-Controlled Gene Coating with Glycocluster Nanoparticles"J.Am.Chem.Soc.. 125. 3455-3457 (2003)
[Publications] X.Yuan et al.: "Lipid-Mediated Delivery of Peptide Nucleic Acids to Pulmonary Endothelium"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 302. 6-11 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

遺伝子・遺伝子キャリアー複合体の細胞内でのトラフィックコントロール

Principal Investigator

新留 琢郎 長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 助手 (20264210)

Research Products

[Publications] T.Okuda et al.: "Characters of Dendritic Poly(L-lysine) Analogues with the Terminal Lysines Replaced with Arginines and Histidines as Gene Carriers in Vitro"Biomaterials. 25. 537-544 (2004)

[Publications] K.Maruyama et al.: "Novel receptor-mediated gene delivery system comprising plasmid / protamine / sugar-containing polyanion ternary complex"Biomaterials. (印刷中).

[Publications] T.Hatakeyama et al.: "Antibacterial Activity of Peptides Derived from the C-Terminal Region of a Hemolytic Lectin, from the Murine Invertebrate Cucumaria echinata"J.Biochem.. (印刷中).

[Publications] T.Niidome et al.: "Structure-Activity Relationship of an Antibacterial Peptide, Maculatin 1.1, from the Skin Glands of the Tree Frog, Litoria genimaculata"J.Peptide Sci.. (印刷中).

[Publications] M.Nakayama et al.: "Helicobacter pylori VacA activates the p38/ATF-2-mediated signal pathway in AZ521 cells"J.Biol.Chem.. (印刷中).

[Publications] K.Ogushi et al.: "Gangliosides act as co-receptors for Salmonella enteritidis FliC and promote FliC-induction of human β-defensin-2 expression in Caco-2 cells"J.Biol.Chem.. (印刷中).

[Publications] K.Kubo et al.: "Optically driven transport into a living cell"Appl.Phys.Lett.. 8. 2468-2470 (2003)

[Publications] Y.Fukuoka et al.: "Structure-Activity Relationship of Model Peptides Based on Pleurocidine, an Antibacterial Peptide"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76. 1857-1861 (2003)

[Publications] T.Okuda et al.: "Time-Dependent Complex Formation of Dendritic Poly(L-lysine) with Plasmid DNA and Correlation with in vitro Transfection Efficiencies."Organic & Biomolecular Chemistry. 1. 1270-1273 (2003)

[Publications] K.Yahiriro et al.: "Protein Tyrosine Phosphatase α, RPTPα, is a Helicobacter pylori VacA Receptor."J.Biol.Chem.. 278. 19183-19189 (2003)

[Publications] Y.Koyama et al.: "Novel Poly(ethylene glycol) Derivatives Having Carboxylic Acid Pendant Groups : Syntheses and Their Enhancing Effect on Non-viral Gene Transfection Systems."J.Biomaterials Science : Polymer Edition. 14. 515-532 (2003)

[Publications] Y.Aoyama et al.: "Artificial Viruses and Their Application to Gene Delivery. Size-Controlled Gene Coating with Glycocluster Nanoparticles"J.Am.Chem.Soc.. 125. 3455-3457 (2003)

[Publications] X.Yuan et al.: "Lipid-Mediated Delivery of Peptide Nucleic Acids to Pulmonary Endothelium"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 302. 6-11 (2003)

新留琢郎長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 助手 (20264210)