2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of RNA-embedded membrane nanovesicles and their applications as highly functional bioactive mediators
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18K19900
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮田 完二郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50436523)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岸村 顕広 九州大学, 工学研究院, 准教授 (70422326)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 核酸ベシクル / オリゴ核酸 / ポリペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞外小胞の１種であるエクソソームは、分泌細胞特有の成分を含むことから、診断用バイオマーカーや再生医療における生理活性メディエーターとして期待されている。その一方で、免疫原性などの予期せぬ副作用、大量生産・品質管理の難しさなどが生体由来物質の避けられない課題として残される。そこで本研究は、簡便な材料・調製法を用いた「人工エクソソーム」の創製を目的とした。具体的には、エクソソームの構造そのものよりも機能を司る構成成分に着目し、機能の要であるオリゴ核酸を膜成分とする中空粒子（核酸ベシクル）を構築し、内水相に酵素を内包するとともに表層を機能性ペプチドやシリカで修飾し、高機能化が可能なプラットフォームを構築した。本年度は特に、１）核酸ベシクルの安定化、２）オリゴ核酸とシナジー効果を有する酵素の内包と機能評価、３）機能性ペプチド/シリカ修飾とその物性評価、の３点に着目して研究を進めた。１）に関して、化学構造の異なる種々のカチオン性ポリペプチドおよびオリゴ核酸で核酸ベシクルを調製したところ、グアニジノ基を有するポリペプチドとホスホロチオエート基・架橋型核酸を有するオリゴ核酸の間で、生理環境に耐えうる優れた安定性を示す核酸ベシクルを得ることができた。２）に関して、１）で調製した核酸ベシクルの内水相に、オリゴ核酸と協奏的に作用する酵素（リボヌクレアーゼＨ）を内包し、培養細胞に適用したところ、効率良く細胞内に取り込まれ、オリゴ核酸の生理活性（遺伝子ノックダウン効果）を増強することに成功した。３）のベシクル膜機能化に関して、ペプチド化学修飾による膜機能化に加え、ベシクル膜の安定性をさらに向上する直接的シリカハイブリッド化技術を確立した。以上、本研究で創製された核酸ベシクルは、優れた生理活性を示すことが明らかになり、生理活性メディエーターのプラットフォームとなることが示された。
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