Challenge for treatment of refractory lung diseases using a multifunctional envelope-type nanodevice that targets the lung endothelium

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K15315
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 西村 正治 北海道大学, 医学研究科, 特任教授 (00208224)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 雅 北海道大学, 大学病院, 助教 (10374290)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 核酸医薬 / 多機能性エンベロープナノ構造体 / siRNA

Outline of Annual Research Achievements

慢性閉塞性肺疾患や特発性肺線維症などの難治性肺疾患は根本的な治療法が存在せず、公衆衛生上の大きな問題である。一方で、GALAと称されるオリゴペプチドで修飾された多機能性エンベロープナノ構造体(GALA-MEND)は静脈投与後に良好な肺移行性能を有し、またsiRNA等の核酸を封入することで肺における特定遺伝子発現の制御が可能となることが期待されている。そこで本研究では、難治性肺疾患の病態において中心的な役割を担っていると考えられている酸化ストレスの制御をKeap1 siRNA封入GALA-MEND投与によるNrf2系の活性化を通じて目指すことを端緒として、GALA-MENDを用いた核酸デリバリーによる難治性肺疾患の革新的な治療につながる基礎的な検討を行うことを目的とした。
Nrf2の抑制性因子であるKeap1に対する3種類のsiRNAを封入したGALA-MENDを作成し、C57BL/6雄マウスの尾静脈より投与し、投与24時間後に安楽死させ、肺組織を摘出した。その肺組織よりRNAを抽出し、定量的RT-PCRにてKeap1 mRNAの発現を定量した。GALA-MENDによりリポソーマル化したKeap1-siRNAの投与により肺におけるKeap1 mRNAはRT-PCRの定量で統計学的有意に低下していたがその低下の程度が顕著とはいえず、また肝臓でも若干程度は弱いものの低下がみられており、肺選択的かつ強力なノックダウンに成功しているとは言い難い状況であった。
そこでGALA-MENDそのものの肺移行性の機能をさらに向上させるために、GALAをポリエチレングリコール(PEG)化することを試みた。その結果、PEG化したGALA-MENDはより良好な肺血管内皮細胞への移行を示した。今後は、この改良型のGALA-MENDを用いた研究を展開予定である。