次世代傾斜機能を具備したドラッグデリバリーシステムの開発

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K10181
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 神田 佳明 東北大学, 歯学研究科, 大学院非常勤講師 (00709123)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30178644) ; 宮下 牧子 東北大学, 大学病院, 助教 (40814405) ; 小川 徹 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50372321) ; 天雲 太一 東北大学, 大学病院, 講師 (80451425) ; 伊藤 彩 東北大学, 大学病院, 特任助手 (90778771) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: リン酸カルシウム / 遺伝子導入 / 組織再生

Outline of Annual Research Achievements

まず初めに、リン酸カルシウムナノ粒子を基盤とした遺伝子導入剤を作製し、遺伝子導入剤の細胞親和性と遺伝子導入技術による成長因子の徐放量を検討した。その結果、歯根膜由来細胞、歯肉由来細胞、骨膜由来細胞、骨髄由来細胞に対して高い細胞親和性を示した。また市販の遺伝子導入剤と同等の遺伝子導入効率を持つことが分かった。さらに複数の成長因子を搭載した遺伝子導入剤を製作し、その効果を検証したところ、配合利率によって徐放量が異なること、BMP-2とIGF-1の配合比率を変えると細胞レベルでの硬組織形成能が変化することが明らかとなった。一方invivoでは、scaffold内に侵入してきた細胞に対して遺伝子導入されていることが確認できた。しかし、導入するplasmidDNAの量を増加しても目的蛋白の徐放量が相対的に増加しなかったことから、遺伝子導入技術による任意のタンパクの徐放量には上限がある可能性を示唆された。それとは別にリン酸カルシウムナノ粒子にプロタミンを付与することで、細胞への遺伝子導入効率を向上させるだけでなく、歯周炎病原菌に対して殺菌作用も有することが分かった。一方、テノモジュリンは靭帯や軟骨に発現することが知られている。靭帯の一種である歯根膜の再生のため、本遺伝子導入剤にテノモジュリンを発現するplasmidDNAを搭載したところ、その効果は周囲のカルシウム濃度に影響されることが示唆された。以上のことから、本研究で開発した非ウィルス性遺伝子導入剤は、遺伝子治療が歯周組織再生治療の手段の1つとなりうることを示したものと思われる。