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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Development of innovative T cell-inducing vaccine drug based on mRNA delivery

Research Project

Project/Area Number 21H03818
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

川上 茂  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (20322307)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水上 修作  長崎大学, 熱帯医学研究所, 准教授 (00508971)
向井 英史  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (60570885)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsドラッグデリバリーシステム / 標的指向化 / 多色深部イメージング / ワクチン / mRNA
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、細胞膜結合型双イオン性リポペプチド((EK)4-KK脂質)修飾mRNA封入脂質ナノ粒子(KK-mRNA/LNP:Lipod nanoparticle)を用いたデザイナー樹状細胞の開発を行った。(EK)4-KK脂質の修飾率は3mol%とした。KK-mRNA-LNP の粒子径、ゼータ電位、PDI、mRNA封入率は、約123 nm、1 mV、0.175、92%であり、ほぼ中性の均質かつ高品質なナノ粒子製剤であった。マウス樹状細胞由来細胞株DC2.4細胞において、KK-mRNA-LNP では、mRNA-LNPに対して約85倍ルシフェラーゼ発現量が増加し、蛍光タンパク質ZsGreenの発現はより広範囲で認められた。細胞結合性について、KK-mRNA-LNP では3時間後まで経時的に結合性の増加が認められ、発現の増強に細胞結合性の寄与が大きいことが示唆された。加えて、KK-mRNA-LNP は、mRNA-LNPと同様に細胞毒性は示さなかった。また、抗アポトーシス効果を示すbcl-2 mRNAの樹状細胞へKK-mRNA-LNPでの導入により細胞障害性の軽減がみられた。よって、(EK)4-KK脂質が効率的なデザイナー樹状細胞医薬を創出するために有用な材料となり得ることが示された。また、細胞内動態制御機能を有する新規機能性脂質(X-脂質)を含有する、X-mRNA/LNPは未修飾mRNA/LNPに比べて有意に高いin vitroならびにin vivo発現能を示した。そこで、OVA mRNAによる評価を行った。X-OVA mRNA/LNPは、OVA mRNA/LNPに比べて高い血清抗OVA抗体産生能を示した。以上、有効なデザイナー樹状細胞およびmRNAワクチン用LNPの創成において有益な新規リポペプチドの開発に成功した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effect of Cholesterol Content of Lipid Composition in mRNA-LNPs on the Protein Expression in the Injected Site and Liver After Local Administration in Mice2023

    • Author(s)
      Kawaguchi Maho、Noda Marin、Ono Akari、Kamiya Mariko、Matsumoto Makoto、Tsurumaru Masako、Mizukami Shusaku、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      Volume: 112 Pages: 1401~1410

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2022.12.026

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Investigation of enhanced intracellular delivery of nanomaterials modified with novel cell-penetrating zwitterionic peptide-lipid derivatives2023

    • Author(s)
      Sugimoto Yuri、Suga Tadaharu、Umino Mizuki、Yamayoshi Asako、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • Journal Title

      Drug Delivery

      Volume: 30 Pages: 2191891~2191891

    • DOI

      10.1080/10717544.2023.2191891

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Influence of lipid composition of messenger RNA-loaded lipid nanoparticles on the protein expression via intratracheal administration in mice2023

    • Author(s)
      Geng Longjian、Kato Naoya、Kodama Yukinobu、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • Journal Title

      International Journal of Pharmaceutics

      Volume: 637 Pages: 122896~122896

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2023.122896

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 超音波照射とマイクロバブルを利用した脳内へのmRNA封入脂質ナノ粒子の送達2024

    • Author(s)
      川上 茂
    • Organizer
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Invited
  • [Presentation] 脂質ナノ粒子の高機能化を目的としたポリペプチドの開発と核酸・細胞医薬創出への展開2024

    • Author(s)
      川上 茂
    • Organizer
      高度な基礎力と研究マインドを持った先導的薬剤師育成事業、SDGs推進に係る連携創出の場形成支援事業 合同シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Development of Ligand Modified Nanoparticles for Targeted Drug Delivery of Nucleic Acid2023

    • Author(s)
      Shigeru Kawakami
    • Organizer
      7th Gratama Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 脂質ナノ粒子製剤を対象としたアクティブターゲティング技術の開発2023

    • Author(s)
      川上 茂
    • Organizer
      日本薬剤学会第38年会
    • Invited
  • [Presentation] ナノ粒子を用いた核酸医薬の標的指向化技術の開発に関する研究2023

    • Author(s)
      川上 茂
    • Organizer
      第20回技術講演会
    • Invited
  • [Presentation] Ifluence of lipid composition of messenger RNA-loaded lipid nanoparticles on the protein expression via intratracheal administration in mice2023

    • Author(s)
      Geng Longjian, Makoto Matsumoto, Mizuki Umino, Mariko Kamiya, Hidefumi Mukai, Shigeru Kawakami
    • Organizer
      第28回創剤フォーラム若手研究会
  • [Presentation] In vivo での投与部位選択的高発現を目指した KK 脂質修飾 mRNA 封入脂質ナ ノ粒子の開発2023

    • Author(s)
      神谷万里子, 向井英史, 川上 茂
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会 第 22 回シンポジウム
  • [Presentation] Development of local expression mRNA-loaded lipid nanoparticles based on a modification of novel peptide lipids2023

    • Author(s)
      Mariko Kamiya, Makoto Matsumoto, Mizuki Umino, Hidefumi Mukai, Shigeru Kawakami
    • Organizer
      2023 ICCP450/JSSX International Joint Meeting in Shizuoka
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] mRNA 封入脂質ナノ粒子における KK ペプチド脂質の修飾量が 物理化学的性質および肺における発現に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      大貝 洋一郎, Geng Longjian, Yao Feijie, 神谷 万里子, 向井 英史, 川上 茂
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会2023年度九州ブロック研究発表会
  • [Remarks] 長崎大学 生命医科学域 医薬品情報学分野

    • URL

      https://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/arp/index-j.html

URL: 

Published: 2024-12-25  

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