2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a nanoparticle to release nucleic acids in a mitochondrial environment
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15K12532
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山田 勇磨 北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (60451431)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 薬物送達システム / ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリア (Mt)のゲノム異常は、Mt脳筋症、神経変性疾患、心筋梗塞、糖尿病などの様々な疾患と関連しており、Mtを標的とする核酸医薬 (アンチセンスオリゴ核酸)が革新的治療法として注目されている。本研究では、Mt環境応答性核酸ナノ粒子搭載ドラッグデリバリーシステム (DDS)を構築し、Mt遺伝子発現制御、Mt・細胞機能を評価する。平成２７年度は、『Mt環境応答性核酸ナノ粒子搭載DDSの構築』に関する「１．Mt環境応答性核酸ナノ粒子の構築」、「２．Mt環境下における核酸放出評価」、「３．Mt環境応答性核酸ナノ粒子搭載MITO-Porterの構築」の項目を中心に研究を遂行した。平成28年度は、『生細胞MtへのMt環境応答性核酸ナノ粒子の送達および遺伝子抑制検証』に関する下記に記載した研究を進めた。
１． Mt環境応答性核酸ナノ粒子の細胞内動態の最適化： キャリアの細胞取り込み能をフローサイトメトリーを利用して評価、細胞内動態は共焦点レーザースキャン顕微鏡を用いて観察し、細胞取り込み能およびMt移行能を評価しMtへの核酸ナノ粒子導入を最適化した。
２． 生細胞を用いたMt遺伝子抑制の検証： Mt呼吸鎖タンパク質であるCOX2コードするMt内因性mRNAを標的とするアンチセンスオリゴ核酸のナノ粒子をMt内部に導入し、その遺伝子発現抑制を検証した。定量的RT-PCRによるmRNAの定量、免疫染色法を用いた標的タンパク質の発現量を評価し、ミトコンドリアＲＮＡノックダウンを確認した。また、Mt内の膜電位を検出可能な蛍光色素JC-1を利用して評価し、Mt呼吸鎖機能を維持するCOX2がノックダウン時の膜電位が低下を評価し、ミトコンドリア膜電位が低下する機能制御に成功した。
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| Remarks |
本研究を含む一連の成果が評価され、平成２８年度北海道科学技術奨励賞(知事表彰)を受賞した。
また、「ミトコンドリア病」の新しい治療法の研究開発を目指す創薬プロジェクト『7 SEAS PROJECT』の構成メンバーとなり、本研究成果を医薬品へと発展させ、医療・経済・社会への貢献を目指し、新たな研究を計画・推進中である。
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