Development of new drug delivery system by photocontrolled Intracellular RNA delivery using carrier-photosensitizer conjugates

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21895
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Ekuni Daisuke 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (70346443)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森田 学 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (40157904) ; 福原 瑶子 (内田瑶子) 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (60779742) ; 片岡 広太 岡山大学, 歯学部, 客員研究員 (80744185)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: マイクロRNA / 歯周病 / 骨再生

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to investigate the effects of microRNA (miRNA) on a cell culture model (osteoblasts) using a peptide carrying a photosensitizer. A carrier protein for RNA was produced by transformants (Escherichia coli). The carrier protein was labeled with Alexa546, the photosensitizer. The carrier protein bound to miRNAs (miR-29a-3p, miR-21a-5p) (precursor type) and the complex was endocytosed and entrapped in an endosome of osteoblasts (MC3T3 E-1). We confirmed that the complex was localized within cells under the microscope. Then, we investigated alkaline phosphatase activity after 1 week. The activities by miR-29a-3p and miR-21a-5p were higher than the control. We also investigated the effects on cell survival. There are no effects on cell survival.

Free Research Field

社会歯科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

歯を支える骨（歯槽骨）までもが吸収する「歯周炎」に進行すると、生活の質の低下やフレイル（虚弱）を引き起こす。よって、歯槽骨の吸収を制御することは歯周病の予防および治療にとって非常に重要である。
近年注目されているマイクロRNA（miRNA）は、全ての生命現象に関わる遺伝情報を制御する。したがって、適切なmiRNAを細胞内に導入することで病気の治療などに大きく役立つと考えられる。本研究成果から、近年開発された光誘導RNA導入法を用いて、マウスの骨芽細胞における増骨活性を誘導できた。この光誘導RNA導入法は疾患部位だけに薬としてのmiRNAを運ぶ方法として応用できる可能性があり、社会的意義がある。