癌特異的認識分子を提示するバイオナノカプセルによるミサイル療法の開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18015032
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 黒田 俊一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (60263406)
• Keywords: バイオナノカプセル / 遺伝子治療 / DDS / ホーミングペプチド / 糖鎖 / レクチン

Research Abstract

我々は、ヒト肝臓に対し極めて高い特異性及び感染性を有するB型肝炎ウイルス(HBV)の感染機構を担う外皮タンパク質を、組換え酵母で「バイオナノカプセル(BNC;旧名中空バイオナノ粒子;HBV表面抗原粒子)」として大量生産し、BNC内部に遺伝子や薬剤を封入して、ヒト肝臓特異的で高効率な遺伝子・薬剤導入用ベクターとすることに成功した。これはウイルス法とリボソーム法の長所を併せ持つ新しい遺伝子及び薬物送達法である。既に我々は、(1)BNCの大量生産法、長期保存法、及びBNC内部への高効率な物質封入法、(2)肝癌移植ヌードマウスでのピンポイント遺伝子送達及びピンポイント抗癌剤送達による肝癌増殖抑制、(3)HBVエスケープ変異体を模倣した低抗原性BNC(ステルス型BNC)の開発、(4)サイトカイン又は抗体提示型BNCによるサイトカイン受容体又は抗原依存的再標的化、に成功している。今年度は、以下の通りの成果を得た。
(1)Homing Peptide提示型BNCのIn Vivoでの効果確認:独自に単離した3種類のHoming Peptide(それぞれヒト大腸癌、ヒト肺癌、ヒト扁平上皮癌に対する)をBNC表面に提示させ、担癌マウスの各癌組織に治療用遺伝子(HSV-tk)や抗癌剤(アドリアマイシン)を静脈を介して送達し、治療効果を示すことを確認した。
(2)抗体及びレクチン提示型BNCのIn Vivoでの効果確認:Protein A由来IgG結合ドメイン(ZZタグ)を提示するBNC及びストレプトアビジン結合ドメイン(ストレプトタグ)を提示するBNCを用いて、癌特異的抗体及び癌特異的糖鎖認識レクチンをそれぞれBNC表面に提示させたものが前項と同じ効果を示すことを確認した。

Research Products

• [Journal Article] Gene Therapy of Liver Tumors with Human Liver-Specific Nanoparticles. (2007)
  • Author(s): Iwasaki, Y., Ueda, M., Yamada, T., Kondo, A., Seno, M., Tanizawa, K., Kuroda, S., Sakamoto, M., Kitajima, M.
  • Journal Title: Cancer Gene Ther. 14 Pages: 74-81
• [Journal Article] A cold-active and thermostable alcohol dehydrogenase of a psychrotorelant from Antarctic seawater, Flavobacterium frigidimaris KUC-1. (2007)
  • Author(s): Kazuoka, T., Oikawa, T., Muraoka, I., Kuroda, S., Soda K.
  • Journal Title: Extremophiles 11 Pages: 257-267
• [Journal Article] Fasciculation and elongation protein zeta-1 (FEZ1) participates in the polarization of hippocampal neuron by controlling the mitochondrial motility. (2007)
  • Author(s): Ikuta, J., Maturana, A., Fujita, T., Okajima, T., Tatematsu, K., Tanizawa, K., Kuroda, S.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 353 Pages: 127-132
• [Journal Article] Characterization of bio-nanocapsule as a transfer vector targeting human hepatocyte carcinoma by disulfide linkage modification. (2007)
  • Author(s): Nagaoka, T., Fukuda, T., Yoshida, S., Yu, D., Kuroda, S., Tanizawa, K., Kondo, A., Ueda, M., Yamada, H., Tada, H., Seno, M.
  • Journal Title: J Control Release (In press)
• [Journal Article] バイオナノキャリアの開発とがん遺伝子治療への応用 (2007)
  • Author(s): 近藤昭彦, 黒田俊一, 谷澤克行, 妹尾昌治, 上田政和
  • Journal Title: バイオテクノロジージャーナル 7 Pages: 41-47
• [Journal Article] NELL-1 Induced Bone Formation within the Distracted Intermaxillary Suture. (2006)
  • Author(s): Cowan, C.M., Cheng, S., Ting, K., Soo, C., Walder, B., Wu, B., Kuroda, S., Zhang, X.
  • Journal Title: Bone 38 Pages: 48-58
• [Journal Article] Kinetic and Structural Studies on the Catalytic Role of the Aspartic Acid Residue Conserved in Copper Amine Oxidase (2006)
  • Author(s): Chiu, Y.-C., Okajima, T., Murakawa, T., Uchida, M., Taki, M., Hirota, S., Kim, M., Yamaguchi, H., Kawano, Y., Kamiya, N., Kuroda, S., Hayashi, H., Yamamoto, Y., Tanizawa.T.
  • Journal Title: Biochemistry 45 Pages: 4105-4120
• [Journal Article] Quantum Mechanical Hydrogen Tunneling in Bacterial Copper Amine Oxidase Reaction (2006)
  • Author(s): Murakawa, T., Okajima, T., Kuroda, S., Nakamoto, T., Taki, M., Yamamoto, Y., Hayashi, H., Tanizawa, K.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 342 Pages: 414-423
• [Journal Article] Involvement of a Putative [Fe-S]-cluster-binding Protein in the Biogenesis of Quinohemoprotein Amine Dehydrogenase (2006)
  • Author(s): Ono, K., Okajima, T., Tani, M., Kuroda, S., Sun, D., Davidson, V.L., Tanizawa, K.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 281 Pages: 13672-13684
• [Journal Article] Secretory production system of bionanocapsules using a stably transfected insect cell line (2006)
  • Author(s): Shishido, T., Muraoka, M., Ueda, M., Seno, M., Tanizawa, K., Kuroda, S., Fukuda.H., Kondo.A.
  • Journal Title: Appl. Microbial. Biotechnol. 73 Pages: 954-960
• [Journal Article] Quantitative and Dynamic Analyses of G Protein-Coupled Receptor Signaling in Yeast Using Fus1, Enhanced Green Fluorescence Protein (EGFP), and His3 Fusion Protein (2006)
  • Author(s): Ishii, J., Matsumura, S., Kimura, S., Tatematsu, K., Kuroda, S., Fukuda, H., Kondo, A.
  • Journal Title: Biotechnol. Prog. 22 Pages: 954-960
• [Journal Article] Nell-1 induces acrania-like cranioskeletal deformities during mouse embryonic development. (2006)
  • Author(s): Zhang, X., Cowan, C.M., Jiang, X., Soo, C., Miao, S., Carpenter, D., Wu, B., Kuroda, S., Ting, K.
  • Journal Title: Lab Invest. 86 Pages: 633-644
• [Journal Article] Nell-1-induced bone regeneration in calvarial defects. (2006)
  • Author(s): Aghaloo, T., Cowan, C.M., Chou, Y.F., Zhang, X., Lee, H., Miao, S., Hong, N., Kuroda, S., Wu, B., Ting, K., Soo, C.
  • Journal Title: Am. J. Pathol. 169 Pages: 903-915
• [Journal Article] Engineered Bio-nanocapsules, the Selective Vector for Drug Delivery System (2006)
  • Author(s): Yu, D., Fukuda, T., Tuoya, Kuroda, S., Tanizawa, K., Kondo, A., Ueda, M., Yamada, T., Tada, H., Seno, M.
  • Journal Title: IUBMB Life 58 Pages: 1-6
• [Journal Article] 中空バイオナノ粒子を用いたDDSの開発とその産業化 (2006)
  • Author(s): 近藤昭彦, 黒田俊一, 谷澤克行, 妹尾昌治, 上田政和
  • Journal Title: Drug Delivery System 21 Pages: 435-443
• [Journal Article] 遺伝子・薬剤の生体内ピンポイントデリバリーを可能にするバイオナノカプセルの現状とこれから (2006)
  • Author(s): 粕谷武司, 鄭 周姫, 谷澤克行, 黒田俊一
  • Journal Title: 化学と生物 44 Pages: 760-766
• [Journal Article] バイオナノカプセルの開発とバイオメディカル分野での応用 (2006)
  • Author(s): 黒田俊一, 粕谷武史, 鄭周姫, 谷澤克行
  • Journal Title: 化学工業 57 Pages: 869-874
• [Journal Article] バイオナノカプセルの開発と医薬品分野での応用 (2006)
  • Author(s): 黒田俊一
  • Journal Title: PHARM STAGE 6 Pages: 61-69
• [Journal Article] 乳酸菌表層ディスプレイ技術による新しいHPVワクチンの創製 (2006)
  • Author(s): 瀬脇智満, 夫 夏玲, 金 哲仲, 成 文喜, 黒田俊一
  • Journal Title: 細胞 38 Pages: 36-39
• [Book] ナノバイオ辞典(山根恒夫・松永是監修) (2007)
  • Author(s): 黒田俊一(分担執筆)
  • Total Pages: 10
  • Publisher: (株)テクノシステム(東京)
• [Book] ナノパーティクルテクノロジー・ハンドブック(細川益男・野城清編集) (2006)
  • Author(s): 黒田俊一(分担執筆)
  • Total Pages: 4
  • Publisher: 日刊工業新聞社
• [Book] A Manual on Gene Transfer Vector and Genetic Modification Technology (John Rossi ＆ Ted Friedmann Eds.) (2006)
  • Author(s): Shun-ichi Kuroda(分担執筆)
  • Total Pages: 5
  • Publisher: Cold Spring Harbor Press
• [Book] 感染防御のBird's-eye view(西村泰治・丸山征郎・渡邊 武編集) (2006)
  • Author(s): 黒田俊一(分担執筆)
  • Total Pages: 12
  • Publisher: 南江堂
• [Patent(Industrial Property Rights)] 免疫学的測定用ビオチン化ナノ粒子 (2007)
  • Inventor(s): 平松伸吾 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: 東レ, 阪大
  • Industrial Property Number: 特願2007-3677
  • Filing Date: 2007-01-11
• [Patent(Industrial Property Rights)] ドラッグデリバリーシステムに用いる複合粒子 (2007)
  • Inventor(s): 清水宣明 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: 金沢大, 阪大
  • Industrial Property Number: 特願2007-32765
  • Filing Date: 2007-02-13
• [Patent(Industrial Property Rights)] 基板およびその製造方法 (2006)
  • Inventor(s): 平松伸吾 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: 東レ, (株)ビークル
  • Industrial Property Number: 特願2006-257829
  • Filing Date: 2006-09-22
• [Patent(Industrial Property Rights)] 免疫学的測定用ナノ粒子 (2006)
  • Inventor(s): 平松伸吾 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: 東レ, (株)ビークル
  • Industrial Property Number: 特願2006-258398
  • Filing Date: 2006-09-25
• [Patent(Industrial Property Rights)] 中空バイオナノ粒子への遺伝子導入剤及び導入法 (2006)
  • Inventor(s): 黒田俊一 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: 阪大, 九大, (株)ビークル
  • Industrial Property Number: 特願2006-205698
  • Filing Date: 2006-07-28
• [Patent(Industrial Property Rights)] ビオチン化ないしホーミングペプチド提示型バイオナノカプセル (2006)
  • Inventor(s): 黒田俊一 ほか
  • Industrial Property Rights Holder: JST, 阪大, (株)ビークル
  • Industrial Property Number: 特願2006-356378
  • Filing Date: 2006-12-28