腫瘍組織におけるmicroRNA阻害を可能とするペプチドリガンド搭載LNPの開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K07673
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 原口 健 千葉大学, 真菌医学研究センター, 特任准教授 (10549455)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: DDS / LNP / アクティブターゲッティング / 腫瘍

Outline of Annual Research Achievements

昨年度においてSuper-S-TuD封入LNP表層のPEG分子先端にリガンド分子を修飾する方法を確立した。本年度は、この手法を用いて種々のリガンド分子の修飾の効果の検証を試みた。それぞれのリガンド分子修飾LNPをレポーター細胞に投与し、miRNA阻害活性を指標に核酸導入効率の評価を行うこととした。リガンド分子修飾の効果の汎用性を評価するために別のがん細胞株を用いたレポーター試験を行った。その結果、ポリアルギニンペプチドの修飾により、複数の細胞株に対して顕著な核酸導入効率の上昇が見られた。またcRGDfKの修飾LNPについては有効ながん細胞株と有効でない細胞株が見られた。さらにポリアルギニンペプチドおよびcRGDfKについて、修飾量の検討を行ったところ、ポリアルギニンペプチドおよびcRGDfKの有効な修飾量が明らかとなり、また修飾量過多によりLNPが凝集して沈殿してしまうことが判明した。適切な修飾量のポリアルギニンペプチドおよびcRGDfKについて二重修飾したLNPを調製し、その活性を試験した。cRGDfK修飾が有効であった細胞株においては二重修飾により顕著な相乗効果が見られた。
非修飾LNPは血中滞留性・腫瘍組織集積性に優れているが、リガンド分子を修飾したことにより体内動態が影響を受ける可能性がある。そこでポリアルギニンペプチド、cRGDfKを修飾したLNPを担癌マウスモデルに投与し、血中滞留性・腫瘍組織集積性を解析した。その結果、ポリアルギニンペプチドを修飾したLNPは高い血中滞留性を示したが、ポリアルギニンペプチドおよびcRGDfKについて二重修飾したLNPは血中滞留性の低下が見られた。しかし腫瘍組織への集積は両者ともに高かった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の研究において、LNP表層を修飾することにより核酸導入効率を高めることができるリガンド分子を見出すことができた。さらにこのリガンド修飾LNPが高腫瘍組織集積性を保持していることも明らかとなった。高核酸導入効率・高腫瘍組織集積性を両立するリガンド分子修飾LNPを構築することができた本年度の研究は順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

今年度の研究により、高核酸導入効率・高腫瘍組織集積性を両立するリガンド分子修飾LNPの候補を得ることができた。そこで、次年度はこれらのLNPが実際にマウスの腫瘍組織内の腫瘍細胞において、どの程度核酸を導入しているかの検証を行いたい。そのために、レポーター細胞を移植した担がんマウスを作製し、このモデルマウスにリガンド分子修飾LNPを投与する実験を行う。投与後、腫瘍組織を切除し、レポーターアッセイにより核酸導入効率を評価する。そしてin vivoでの腫瘍細胞への核酸送達に優れたリガンド分子修飾LNPを決定する。

Causes of Carryover

概ね予定通り本年度の予算を使用したが、端数が生じたため次年度に使用する。端数であるため、支障なく次年度の研究計画で使用できる。