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2020 Fiscal Year Annual Research Report

RNAレプリコンによる遺伝子治療を実現する高分子ミセル型ナノキャリアの開発

Research Project

Project/Area Number 19K23614
Research InstitutionKanagawa Institute of Industrial Sclence and Technology

Principal Investigator

宮崎 拓也  地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 「貼るだけ人工膵臓」プロジェクト, 研究員(任期有) (80844779)

Project Period (FY) 2019-08-30 – 2021-03-31
KeywordsRNAレプリコン / ポリエーテル / ブロック共重合体 / 高分子ミセル / ドラッグデリバリーシステム / 遺伝子治療 / メッセンジャーRNA / トランスフェクション
Outline of Annual Research Achievements

RNAレプリコンは、自己複製により持続的に治療用タンパク質を産生することから、核酸医薬としての応用が期待されている。その一方で、酵素分解などが課題として残されている。そこで本研究は、柔軟性ポリエーテルを用いたRNAレプリコン内包高分子ミセルの創製を目的とした。具体的には、ポリマーの側鎖構造にRNAと強く相互作用する機能性アミノ酸を導入し、ミセル構造の安定化による酵素耐性の向上を図った。本年度は以下の3つの項目:1)mRNA内包ミセルの調製および機能性アミノ酸のスクリーニング、2)選定した高機能ポリマーによるRNAレプリコン内包ミセルの調製、3)ミセルのin vitro機能評価を行った。1)に関して、ロイシン・トリプトファン・チロシン・グリシンを導入したポリマーを用いてmRNA内包ミセルを構築した。その結果、粒径約60nmのナノ粒子を調製できること、ポリアニオンに対する安定性を向上できること、RNA分解酵素に対する安定性を向上できること、および培養細胞にmRNAを導入できることを明らかにした。2)に関して、トリプトファンを導入したポリマーを用いてRNAレプリコン内包ミセルを作製し、その粒径および粒径分布を制御する手法を確立した。3)に関して、ミセル化により培養細胞への導入効率が向上し、従来のmRNA内包ミセルよりも優れた持続性を示すことを確認した。よって、RNAレプリコン内包ミセルの基盤を確立するとともに、生体内で治療用タンパク質を産生できる可能性を見出した。

  • Research Products

    (22 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Boronic Acid Ligands Can Target Multiple Subpopulations of Pancreatic Cancer Stem Cells via pH-Dependent Glycan-Terminal Sialic Acid Recognition2021

    • Author(s)
      Miyazaki Takuya、Khan Thahomina、Tachihara Yoshihiro、Itoh Michiko、Miyazawa Taiki、Suganami Takayoshi、Miyahara Yuji、Cabral Horacio、Matsumoto Akira
    • Journal Title

      ACS Applied Bio Materials

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1021/acsabm.1c00383

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recombinant Thrombomodulin Attenuates Preeclamptic Symptoms by Inhibiting High-Mobility Group Box 1 in Mice2021

    • Author(s)
      Oda Hiroko、Nagamatsu Takeshi、Schust Danny J、Cabral Horacio、Miyazaki Takuya、Iriyama Takayuki、Kawana Kei、Osuga Yutaka、Fujii Tomoyuki
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 162 Pages: bqaa248

    • DOI

      10.1210/endocr/bqaa248

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Strategies for ligand-installed nanocarriers2021

    • Author(s)
      Miyazaki Takuya、Nakagawa Yasuhiro、Cabral Horacio
    • Journal Title

      Handbook of Nanotechnology Applications

      Volume: - Pages: 633~655

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-821506-7.00024-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Guanidine-phosphate interactions stabilize polyion complex micelles based on flexible catiomers to improve mRNA delivery2020

    • Author(s)
      Miyazaki Takuya、Uchida Satoshi、Hatano Hiroaki、Miyahara Yuji、Matsumoto Akira、Cabral Horacio
    • Journal Title

      European Polymer Journal

      Volume: 140 Pages: 110028~110028

    • DOI

      10.1016/j.eurpolymj.2020.110028

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bundling of mRNA strands inside polyion complexes improves mRNA delivery efficiency in vitro and in vivo2020

    • Author(s)
      Koji Kyoko、Yoshinaga Naoto、Mochida Yuki、Hong Taehun、Miyazaki Takuya、Kataoka Kazunori、Osada Kensuke、Cabral Horacio、Uchida Satoshi
    • Journal Title

      Biomaterials

      Volume: 261 Pages: 120332~120332

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2020.120332

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature-Stable Boronate Gel-Based Microneedle Technology for Self-Regulated Insulin Delivery2020

    • Author(s)
      Chen Siyuan、Miyazaki Takuya、Itoh Michiko、Matsumoto Hiroko、Moro-oka Yuki、Tanaka Miyako、Miyahara Yuji、Suganami Takayoshi、Matsumoto Akira
    • Journal Title

      ACS Applied Polymer Materials

      Volume: 2 Pages: 2781~2790

    • DOI

      10.1021/acsapm.0c00341

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of polymeric micelles for <em>in vivo</em> mRNA delivery through stable complexation with flexible block catiomers2020

    • Author(s)
      Miyazaki Takuya、Uchida Satoshi、Cabral Horacio
    • Journal Title

      Materials Proceedings

      Volume: 4 Pages: 5

    • DOI

      10.3390/IOCN2020-07857

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 難治性膵臓癌を標的としたホストゲスト相互作用を介した環状中分子薬剤担持型pH応答性高分子ミセルの開発2021

    • Author(s)
      立原義宏、中川泰宏、アンキタオ、ファンジョージ、宮崎拓也、五十嵐一紀、クォーダーサビーナ、安楽泰孝、片岡一則、カブラルオラシオ
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会2020年度関東ブロック発表会
  • [Presentation] 吸水性と力学的強度を向上させるポリグリセロール融合型ゲルマイクロニードルの設計と評価2021

    • Author(s)
      宮崎拓也、Chen Siyuan、伊藤美智子、松元亮、諏澤杏香、宮原裕二、松本裕子、金井紗耶香、菅波孝祥
    • Organizer
      第32回高分子ゲル研究討論会
  • [Presentation] Bioinspired design of stable siRNA-loaded polyion complex micelles from strong Tryptophan/Tyrosine-RNA interactions for siRNA delivery2020

    • Author(s)
      Wenqian Yang, Takuya Miyazaki, Yasuhiro Nakagawa, Satoshi Uchida, Kazunori Kataoka, Horacio Cabral
    • Organizer
      69th Society of Polymer Science (SPSJ) Annual Meeting
  • [Presentation] Phosphocoline ligands target tumor cell mitochondria in vivo2020

    • Author(s)
      Taehun Hong, Takuya Miyazaki, Kazunori Igarashi, Yasuhiro Nakagawa, Eger Rigte Boonstar, Koji Kyoko, Yu Matsumoto, Tatsuya Yamasoba, Horacio Cabral
    • Organizer
      33rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of PEG-Polycation Chain Flexibility on siRNA loaded Polyion Complex Micelles Assembly2020

    • Author(s)
      Wenqian Yang, Takuya Miyazaki, Yasuhiro Nakagawa, Pengwen Chen, Taehun Hong, Horacio Cabral
    • Organizer
      2nd International online conference on nanomedicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 妊娠期の化学療法に向けた高分子ミセル型ナノキャリアの構造最適化2020

    • Author(s)
      宮崎拓也
    • Organizer
      第28回日本胎盤学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] Development of phosphocoline-based ligands for in vivo mitochondria targeting2020

    • Author(s)
      Taehun Hong, Takuya Miyazaki, Kazunori Igarashi, Yasuhiro Nakagawa, Eger Rigte Boonstar, Koji Kyoko, Yu Matsumoto, Tatsuya Yamasoba, Horacio Cabral
    • Organizer
      The 36th Annual Meeting of the Japan Society of Drug Delivery System
  • [Presentation] Development of flexible polycation-based mRNA delivery systems for in vivo applications2020

    • Author(s)
      Takuya Miyazaki
    • Organizer
      2nd International Online-Conference on Nanomaterials
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of Macrocyclic Drug Loaded pH-sensitive Polymeric Micelles via Host Guest Chemistry2020

    • Author(s)
      Yoshihiro Tachihara, Yasuhiro Nakagawa, Anqi Tao, George Huang, Takuya Miyazaki, Kazunori Iagarashi, Sabina Quader, Yasutaka Anraku, Kazunori Kataoka, Horacio Cabral
    • Organizer
      3rd G’Lowing Polymer Symposium in KANTO
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of PEG-Polycation Chain Flexibility on siRNA loaded Polyion Complex Micelles Assembly2020

    • Author(s)
      Wenqian Yang, Takuya Miyazaki, Yasuhiro Nakagawa, Pengwen Chen, Taehun Hong, Horacio Cabral
    • Organizer
      3rd G’Lowing Polymer Symposium in KANTO
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/takuyamiyazaki

  • [Patent(Industrial Property Rights)] ポリグリセロール、該ポリグリセロールを含む複合ゲル組成物、該複合組成物を含む薬剤送達マイクロニードルおよびそれらの製造方法2021

    • Inventor(s)
      宮崎拓也
    • Industrial Property Rights Holder
      地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所、東京医科歯科大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2021-003838
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ニコチンアミド内包ミセル2020

    • Inventor(s)
      宮崎拓也
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学、あすか製薬
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2020-171414
  • [Patent(Industrial Property Rights)] タンパク質内包高分子ミセル2020

    • Inventor(s)
      宮崎拓也
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2020/025086
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 薬剤送達デバイスおよびその製造方法2020

    • Inventor(s)
      宮崎拓也
    • Industrial Property Rights Holder
      地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所、東京医科歯科大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2020-057997

URL: 

Published: 2021-12-27  

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