PHD2標的siRNAとナノテクノロジーの融合による新規血管再生療法の開発

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21659299
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 西山 伸宏 東京大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (10372385)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 位高 啓史 東京大学, 大学院・医学系研究科, 特任准教授 (60292926)
• Keywords: ドラッグデリバリー / siRNA / 遺伝子治療 / 虚血性疾患 / 血管再生

Research Abstract

siRNAナノキャリアの構築に関しては、PEG-ポリアニオンブロック共重合体とsiRNAとリン酸カルシウム(CaP)から構築される無機-有機ハイブリッド型ナノ粒子のsiRNAキャリアとしての可能性について検討を行った。ここでは、PEG-ポリアニオンのアニオンセグメントとして電荷可変型ポリマーPAsp(DET-Aco)を利用することによって、CaPナノ粒子による遺伝子ノックダウン効率の向上が確認された。また、ヒト膵臓がんBxPC3皮下移植モデルに対して、VEGFを標的としたsiRNAを搭載したナノキャリアを全身投与することによる治療効果を評価したところ、CaPナノ粒子は有意な制がん活性を示すことが明らかになった。さらに、本システムに関しては、ルシフェラーゼ(Luc)を発現する膵臓がんを自然発生するトランスジェニックマウスに対してCaPナノ粒子を投与したところ、Lucの効率的なノックダウンが確認された。このように本研究では世界で初めて自然発生がんモデルに対してin vivoで有効性を示すsiRNAナノキャリアの開発に成功した。一方、PHD2-siRNA発現プラスミドの遺伝子導入によるマウスの下肢虚血モデルの治療実験に関しては、前年度までに、所見に基づく運動機能の回復のスコアリング評価、レーザードップラー血流計による血流画像化、血管造影において血流量の改善に基づく下肢虚血に対する治療効果が確認された。そこで本年度は、虚血部位の組織切片の免疫染色を行い、再生された血管の質に関して検証した結果、CD31陽性の血管内皮細胞がα-SMA陽性の平滑筋細胞で覆われた成熟した血管が形成されていることが確認された。以上の結果より、本研究の戦略の下肢虚血モデルの治療に対する有効性が明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Enhanced stability and gene silencing ability of siRNA-loaded polyion complexes formulated from polyaspartamide derivatives with a repetitive array of amino groups in the side chain (2012)
  • Author(s): T. Suma, K. Miyata, T. Ishii, S. Uchida, H. Uchida, K. Itaka, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • Journal Title: Biomaterials Volume: 33(9) Pages: 2770-2779
  • DOI: DOI:10.1016/j.biomaterials.2011.12.022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effective transgene expression without toxicity by intraperitoneal administration of PEG-detachable polyplex micelles in mice with peritoneal dissemination (2012)
  • Author(s): M.Kumagai, N.Nishiyama, et al.
  • Journal Title: J.Control.Release Volume: (in press)(印刷中)(掲載確定)
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2012.03.021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polymeric micelles incorporating (1,2-diaminocyclohexane) platinum (II) suppress the growth of orthotopic scirrhous gastric tumors and their lymph node metastasis (2012)
  • Author(s): Md Rafi, N.Nishiyama, et al.
  • Journal Title: J.Control.Release Volume: (in press)(印刷中)(掲載確定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of intracellular trafficking and clearance from HeLa cells of doxorubic in-bound block copolymers (2012)
  • Author(s): K.Sakai-Kato, N.Nishiyama, et al.
  • Journal Title: Int.J.Pharm. Volume: 423 Pages: 401-409
  • DOI: 10.1016/j.ijpharm.2011.12.022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Micellization of cisplatin (NC-6004) reduces its ototoxicity in guinea pigs (2012)
  • Author(s): M.Baba, N.Nishiyama, et al.
  • Journal Title: J.Control.Release Volume: 157 Pages: 112-117
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2011.07.026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PEG-detachable cationic polyaspartamide detivatives bearing stearoyl moieties for systemic siRNA delivery toward subcutaneous BxPC3 pancreatic tumor (2011)
  • Author(s): H.-J. Kim, M. Oba, F. Pittella, T. Nomoto, H. Cabral, Y. Matsumoto, K. Miyata, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • Journal Title: J. Drug Target Volume: 20(1) Pages: 33-42
  • DOI: DOI:10.3109/1061186X.2011.632010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Accumulation of sub-100 nm polymeric micelles in poorly permeable tumours depends on size (2011)
  • Author(s): H. Cabral, Y. Matsumoto, K. Mizuno, Q. Chen, M. Murakami, M. Kimura, Y. Terada, M. R. Kano, K. Miyazono, M. Uesaka, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • Journal Title: Nature Nanotech Volume: 6(12) Pages: 815-823
  • DOI: DOI:10.1038/nnano.2011.166
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of integrin targeting and PEG shielding on polyplex micelle internalization studied by live-cell imaging (2011)
  • Author(s): F. M. Mickler, Y. Vachutinsky, M. Oba, K. Miyata, N. Nishiyama, K. Kataoka, C. Brachle, N. Ruthardt
  • Journal Title: J. Control. Release Volume: 156(3) Pages: 364-373
  • DOI: DOI:10.1016/j.jconrel.2011.08.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Odd-even effect of repeating aminoethylene units in the side chain of N-substituted polyaspartamides on gene transfection profiles (2011)
  • Author(s): H. Uchida, K. Miyata, M. Oba, T. Ishii, T. Suma, K. Itaka, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc Volume: 133(39) Pages: 15524-15532
  • DOI: DOI:10.1021/ja204466y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of polymer structure on micelles formed between siRNA and cationic block copolymer Comprising thiols and amidines (2011)
  • Author(s): R. J. Christie, K. Miyata, Y. Matsumoto, T. Nomoto, D. Menasco, T.-C. Lai, M. Pennisi, K. Osada, S. Fukushima, N. Nishiyama, Y. Yamasaki, K. Kataoka
  • Journal Title: Biomacromolecules Volume: 12(9) Pages: 3174-3185
  • DOI: DOI:10.1021/bm2006714
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced endosomal escape of siRNA-incorporating hybrid nanoparticles from calcium phosphate and PEG-block charge-conversional polymer for efficient gene knockdown with negligible cytotoxicity (2011)
  • Author(s): F. Pittella, M. Zhang, Y. Lee, H.-J. Kim, T. Tockary, K. Osada, T. Ishii, K. Miyata, N. Nishiyama
  • Journal Title: Biomaterials Volume: 32(11) Pages: 3106-3114
  • DOI: DOI:10.1016/j.biomaterials.2010.12.057
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Disulfide crosslinked polyion complex micelles encapsulating dendrimer phthalocyanine directed to improved efficiency of photodynamic therapy (2011)
  • Author(s): S.Herlambang, N.Nishiyama, et al.
  • Journal Title: J.Control.Release Volume: 155 Pages: 449-457
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2011.06.019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In situ quantitative monitoring of polyplexes and polyplex micelles in the blood circulation using intravital real-time confocal laser scanning microscopy (2011)
  • Author(s): T.Nomoto, N.Nishiyama, et al.
  • Journal Title: J.Control.Release Volume: 151 Pages: 104-109
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2011.02.011
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ナノスケールのトロイの木馬として機能する高分子ミセルによる薬剤耐性の克服 (2011)
  • Author(s): 西山伸宏
  • Organizer: 第13回図書館総合展フォーラム
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-10
• [Presentation] Development of polymeric micelles for innovative cancer diagnosis and treatment (2011)
  • Author(s): 西山伸宏
  • Organizer: 第70回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(愛知県,名古屋市)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-10-03
• [Presentation] Development of functional polymeric micelles for cancer diagnosis and therapy (2011)
  • Author(s): 西山伸宏
  • Organizer: The 14th Asian Chemical Congress
  • Place of Presentation: Queen Sirikit National Convention Center(タイ,バンコク)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-08
• [Presentation] Development of functional polymeric micelles for cancer diagnosis and therapy (2011)
  • Author(s): 西山伸宏
  • Organizer: Singapore-Japan "Bioelectronics" Workshop
  • Place of Presentation: けいはんなプラザ(京都府,相楽郡)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-08-12
• [Presentation] 高分子集合体を利用したターゲティング型DDSの開発 (2011)
  • Author(s): 西山伸宏
  • Organizer: 第24回インターフェックスジャパン
  • Place of Presentation: 東京ビッグサイト(東京都江東区)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-06-30
• [Presentation] Design of smart nanocarriers for photosensitizer delivery (2011)
  • Author(s): 西山伸宏
  • Organizer: 13^<th> World Congress of International Photodynamic Association (IPA)
  • Place of Presentation: Innsbruck Convention Center(Innsbruck,オーストリア)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-05-12
• [Presentation] Development of functional polymeric micelles for cancer diagnosis and therapy (2011)
  • Author(s): 西山伸宏
  • Organizer: 2011 International Symposium on Intelligent Drug Delivery Systems
  • Place of Presentation: KIST(ソウル市,韓国)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-04-28