2023 Fiscal Year Research-status Report

Development of Non-contact Nucleic Acid Drug Delivery System to Whole Body Skin - Challenge to SF Culture Tank -

Research Project

Project/Area Number	23K18592
Research Institution	The University of Tokushima
Principal Investigator	小暮健太朗徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (70262540)
Project Period (FY)	2023-06-30 – 2025-03-31
Keywords	イオントフォレシス / 電気浴槽
Outline of Annual Research Achievements	研究代表者は、微弱電流（0.3-0.5mA/cm2）を用いる非侵襲的な経皮薬物送達技術イオントフォレシス（ItP）研究に従事し、従来ItPには適用困難とされたsiRNA等の皮内送達に成功しており、ヒトのアトピー性皮膚炎などの治療が可能になると考え皮膚科専門医に相談したが「電極貼付部位にしか送達できないのでは、全身性皮膚疾患には適用できない」と言われたため、電極を接触させずに万遍なく全身皮膚へItP可能なシステム開発が必要だと考え、本研究において電気浴槽ItPによる皮内への核酸医薬送達による全身性皮膚疾患の治療システムの開発を目的とした。すなわち、電気浴槽を用いた非接触型(ItP)による全身皮膚への核酸医薬送達と、皮膚疾患治療可能なシステムの開発、さらにSF培養槽の実現が本研究の目的である。初年度は、1)オリゴDNA電気浴槽ItPによる皮内送達検証、2)皮膚炎モデル動物に対する治療用オリゴDNAの電気浴槽ItPによる治療効果検討、を実施した。1)オリゴDNAの電気浴槽ItPによる皮内送達の検証：培養皿壁にヒト心電図用Ag/AgCl電極を固定し電解質溶液を満した電気浴槽にマウス背中を浸し、蛍光標識オリゴDNA（分子量1万以上）存在下でItP（0.9mA/cm2、1時間）を実施し、一定時間後に皮膚凍結切片の共焦点レーザー顕微鏡観察によりオリゴDNAの皮内浸透を評価した。溶液だけでは浸透は観察されなかったが、皮膚表面濃度向上のためにオリゴDNA含有ハイドロゲルを用いたところ、皮内浸透に成功した。2)皮膚炎モデル動物に対する治療用オリゴDNAの電気浴槽ItPによる治療効果の検討：イミキモド塗布により乾癬モデルマウスを作成し、NF-kBデコイオリゴDNA含有ハイドロゲルを用い、電気浴槽ItPにより皮内送達後、皮内炎症性サイトカイン発現量を評価した結果、炎症の抑制傾向が観察された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 申請時に計画していた、オリゴDNA電気浴槽ItPによる皮内送達検証において、分子量1万以上のオリゴDNAをハイドロゲルを用いて皮膚表面濃度を向上させることにより、皮内に浸透させることに成功したことと、抗炎症作用を有するNF-kBデコイオリゴDNAを含有するハイドロゲルを用いて、電気浴槽ItPにより乾癬モデル皮膚に浸透させることで、有意ではないが炎症性サイトカインmRNAの発現抑制効果を得ることができたことから、おおむね順調に進展していると判断した。
Strategy for Future Research Activity	NF-kBデコイオリゴDNAの電気浴槽ItPによる乾癬モデル皮膚への治療効果の検討において、炎症性サイトカインmRNAの発現抑制効果を得ることはできたが、有意ではなかったことから、電気浴槽ItPによる処理条件を最適化することで、有意な治療効果の達成を目指す。また、当初計画のsiRNAの電気浴槽ItPに挑戦することで、より難易度の高い標的遺伝子mRNAノックダウンの達成を目指す。さらに、当初計画の最後に記したゼブラフィッシュを用いたSF培養槽（全身浸漬型電気浴槽ItP）実現の検討にも挑戦する。
Causes of Carryover	（理由）当初予定していた学会参加等における旅費の支出がなかったことと、siRNA等の高額消耗品を用いた研究の実施に至らなかったため当初予定額よりも支出が少なかったため、次年度使用額が生じた。（使用計画）次年度には翌年度分として請求した研究費と合わせて当初計画通りsiRNA等を用いた検討の実施と旅費として使用する計画である。