2016 Fiscal Year Research-status Report
標的細胞特異的エクソソームを用いたRNA配送システムによる神経障害性疼痛治療
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16K15340
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| Research Institution | Nippon Medical School |
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Principal Investigator |
鈴木 秀典 日本医科大学, 大学院医学研究科, 大学院教授 (30221328)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂井 敦 日本医科大学, 医学部, 講師 (30386156)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 変形性膝関節症 / 核酸医薬 / マイクロRNA / 神経障害性疼痛 / 滑膜 / 一次感覚神経 / エクソソーム / 前十字靭帯断裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
miRNAを安全で標的組織に特異的に配送するシステムを構築することは核酸医薬の臨床応用において必要不可欠である。本研究では、体内に生理的に存在し、核酸やタンパクを含有する膜性の小胞であるエクソソームが細胞外へと分泌され、効率よく標的細胞へ取り込まれる性質に着目し、一次感覚神経指向性エクソソームを開発することによって、神経障害性疼痛の新しい治療法の基盤形成を目指している。今年度は、一次感覚神経指向性を有した改変エクソソームの構築に向けて、そのリガンドとなりうる、細胞外へ分泌されて一次感覚神経細胞に作用するmiRNAの同定を試みた。核酸医薬の臨床応用を想定した場合、関節腔は限られた空間であり、適当な投与部位となり得る。膝関節における前十字靭帯の断裂は、ヒトにおいて難治性の疼痛を伴う変形性膝関節症を誘引する一因であり、ラットにおいても前十字靭帯の切断は疼痛や関節軟骨の菲薄化を惹起し、変形性膝関節症モデルとして知られている。そこで、本モデル動物の膝関節滑膜においてmiRNAマイクロアレイを行い、7種のmiRNAが偽手術群に比べ上昇することを見出した。そのうちの5種のmiRNAが細胞外において炎症反応に関わることが示唆された。さらに、1つのmiRNAはエクソソームに含有されること、一次感覚神経に存在する受容分子の1つに対してリガンドになりうることを見出した。このmiRNAはラットの膝関節に投与することで疼痛を誘発し、変形性膝関節症モデル動物にmiRNAを阻害する分子を投与することで疼痛の減弱をおこすことが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
28年度の計画は、改変エクソソームの作製、一次感覚神経の初代培養によるスクリーニング、動物個体における一次感覚神経への取り込みの検討であった。計画時に考えた改変エクソソームの作製手法の1つを用いて、一次感覚神経指向性をもたらす可能性のある受容分子とそのリガンドとなるmiRNAを同定できたことは、改変エクソソーム作製の基盤となる成果であり、研究はおおむね順調に進んでいると考えられる。さらに変形性膝関節症モデルの膝関節滑膜において、同定したmiRNAが疼痛によって発現上昇することから、本miRNAを阻害する分子をエクソソームに組み込むことによって疼痛治療の可能性が示唆された点も大きな成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）一次感覚神経へのエクソソームを介する核酸取り込みの検討:治療用核酸の担体としての検討を28年度に引き続き行う。一次感覚神経の初代培養細胞を用いて、作製したエクソソームの膜を蛍光標識し、一次感覚神経への取り込みとその細胞タイプを検討する。
変形性膝関節症モデル動物個体において、28年度に同定したmiRNA関連分子をエクソソームに搭載して局所投与し、それぞれの分子の治療効果を検討する。
２）一次感覚神経から放出される核酸分子の検討:一次感覚神経の初代培養細胞からの放出が神経障害により変化するmiRNAを複数同定している。興味深いことに、そのいずれもが実際にヒトの脊髄液中に豊富に存在することが報告されている。従って、これらの分子の阻害物質を一次感覚神経指向性のエクソソームに搭載し、脊髄に投与することによって疼痛を軽減させるかを検討する。
３）ヒトiPS細胞を一次感覚神経へ分化誘導系し、これを用いてヒト化エクソソームによるヒト一次感覚神経への作用の検討を行う。
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