2017 Fiscal Year Annual Research Report
異常ミトコンドリアを認識する遺伝子治療用ナノカプセルの構築
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17H02094
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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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 篤志 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (80631150)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 薬物送達 / ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究では、ミトコンドリア（Mt） 標的型ナノカプセル (MITO-Porter)を用いて標的Mt へ遺伝子発現制御装置を運搬し、Mt 機能を遺伝子レベルで治療する事を目的とする。Ｈ２９年度は、下記の項目を中心に研究を遂行した。
１． 疾患細胞Mt標的型ナノカプセルの構築
疾患細胞導入能を有する新型のMITO-Porterを開発した。本研究では、mtDNAのRNAに点変異を有するMt病患者由来・皮膚細胞を自治医科大学小児科より提供頂き検討を行った。研究を遂行するにあたり、自主臨床研究 『ミトコンドリア病に対する医療用ナノカプセルの創製に向けた検討』を北海道大学薬学部・自治医科大学小児科の２施設に申請・承認を得た。ナノカプセルの細胞内動態の最適化は、 蛍光標識を施したナノカプセルをRNA変異細胞に導入して実施する。細胞導入能の評価 （フローサイトメトリーの利用）、細胞内動態観察 （共焦点レーザースキャン顕微鏡の利用）を行い、粒子径・機能素子修飾量などを調整し細胞導入能、Mt送達能を最適化した。
２． Mt遺伝子治療用核酸 (ＤＮＡおよびRNA)の設計・評価
治療用分子をコードするプラスミドDNAとして、RNA変異細胞が有する変異型RNAに対応する正常型RNAをコードした複数種のpX-RNAを設計した。さらに、治療用RNAとして正常型RNAをコードしたRNA断片も複数種調製する事に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
自主臨床研究 『ミトコンドリア病に対する医療用ナノカプセルの創製に向けた検討』を整備し、疾患細胞導入能を有する新型のMITO-Porterの開発に成功した。また、治療用分子をコードするプラスミドDNAとして、RNA変異細胞が有する変異型RNAに対応する正常型RNAをコードした複数種のpX-RNAを設計した。さらに、当初予定になかった治療用RNAとして正常型RNAをコードしたRNA断片も複数種調製する事に成功した。ここまでに示した内容はＨ２９年度に計画した全ての研究内容が網羅されており、研究の目的を達成する多くの成果を得ることができた。以上より、現在までの達成度は『当初の計画以上に進展している』と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、『異常Mtを認識する環境応答性ナノ粒子の構築・遺伝子発現評価』を中心に下記に記載した計画で研究を進める予定である。
①異常Mtを認識する環境応答性ナノ粒子の構築
異常Mtと正常Mtでは、Ｍｔ内部の環境が多く異なる。本研究では、異常Mt内部でナノ粒子から核酸が放出する環境応答性を付与する。そのため、異常Mtの特徴的環境でナノ粒子が崩壊するように、人工カチオニックポリマーを用いてナノ粒子を形成する。本ナノ粒子は、正常Mt内部ではナノ粒子構造を保持するが、異常Mt環境でポリマーが分解する異常Mt内での核酸放出が期待できる。
②疾患細胞での遺伝子発現の検証
環境応答性ナノ粒子にこれらのDNA(またはRNA)を含有させた粒子を搭載したMITO-Porterを構築する。その後、疾患細胞へ投与し、正常型および異常型のRNAの比率を測定し、遺伝子治療効果を評価する予定である。
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| Remarks |
「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、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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Research Products
(26 results)
