2018 Fiscal Year Research-status Report
遺伝子と薬物を搭載した脂質・炭酸カルシウムハイブリッドナノ粒子の開発
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18K12081
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
麓 伸太郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (70380988)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 遺伝子・核酸工学材料 / 遺伝子導入法 / 遺伝子導入機構 / 組織中空間分布 / ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非ウイルスベクターを用いた効率的な遺伝子導入法を開発することを目的に、これまでに様々な検討を行い、新規ベクターとしてプラスミドDNA搭載脂質・炭酸カルシウムハイブリッドナノ粒子を設計した。このナノ粒子は、プラスミドDNAと炭酸カルシウムからなるコアを持ち、周りを脂質で覆うようにデザインされている。炭酸カルシウムの役割は、エンドソーム酸性下で炭酸カルシウムが溶解することでエンドソームからプラスミドDNAを脱出させることである。このような粒子を調製するに当たり、本研究ではエタノール注入法を基盤とし、水相とエタノール相を混合するだけで、複雑な構造を持つナノ粒子を単純に製造可能と想起した。このようなナノ粒子としては、これまでにLipid Nanoparticle（LNP）が知られているが、本研究ではこのLNPに炭酸カルシウムが封入されている点で独自性がある。
本年度は、通常は水相に入れるプラスミドDNAをエタノール相に分散する技術を開発した。エタノール相に塩化カルシウムと脂質、プラスミドDNAを分散し、水相にPEG修飾脂質と炭酸ナトリウムを溶解した後、これら２液を混合することで、ワンステップの操作によりナノ粒子を得ることに成功した。ヒト肝癌細胞株HepG2において、このナノ粒子の遺伝子導入効率を評価したところ、市販の遺伝子導入試薬であるLipofectamine3000（LFN3000）と同等の高い導入効率を示すことが明らかになった。本研究のナノ粒子はLFN3000と異なりPEG修飾されているため、in vivoへの応用が期待できる。
将来的には、薬物やタンパク質と遺伝子を同時に封入することを目指している。そこで本年度は、パクリタキセルおよびSODを封入したハイブリッドナノ粒子を開発し、マウスにおいてがん組織への移行効率を高め、抗腫瘍効果を示すことにも成功した。
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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
最終的には、薬物および遺伝子を同時に封入し、in vivoにて遺伝子導入を達成する。
初年度である本年度では、その基盤として、HepG2細胞において、高い遺伝子導入効率を達成することができた。また、薬物およびタンパク質を封入したナノ粒子の開発にも成功し、マウスにおいて、抗腫瘍効果を得ることまで示すことができた。
次年度（2019年度）において、in vivoにおける遺伝子導入効率および組織中空間分布評価を行える目途が立っており、おおむね順調に研究が進んだものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度においては、in vivoにおける遺伝子導入効率および組織中空間分布評価を行う予定である。
これまでにナノ粒子に複数の薬物を搭載、薬物およびタンパク質を搭載することに成功しており、プラスミドDNAと薬物やタンパク質を同時に搭載することも可能と考えている。最終年度までには、薬物および遺伝子を搭載したハイブリッドナノ粒子を開発し、マウスにおいて抗腫瘍効果を示すことを目標とする。
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| Causes of Carryover |
効率的に消耗品を使用したため、次年度使用額が生じた。
次年度に動物実験を行うためには、プラスミドDNA精製キットなど高額な消耗品を使用する必要があるが、引き続き効率的な使用に努める。
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Research Products
(6 results)
