ナノバブルと超音波を用いた顎関節硬直症に対する新しい遺伝子治療法の開発

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25670842
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 近藤 綾 東北大学, 歯学研究科(研究院), 大学院非常勤講師 (00646789)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 顎関節 / 強直症 / 超音波 / ナノバブル / 遺伝子治療 / 疾患モデル / ソノポレーショウン / 導入効率

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、超音波とナノ・マイクロバブルを用いた関節組織への遺伝子導入システムを開発し、顎関節強直症の治療に応用するために、我々が樹立した関節強直症モデルマウスにこの遺伝子導入法を適用して、関節強直症の遺伝子治療の効果を評価し、顎関節疾患に対する本法の臨床応用の可能性を検討することを目的とする。これまでの研究により、培養細胞および我々の研究グループで樹立した関節強直症自然発症マウスの膝関節近傍の筋組織において、照射する超音波の周波数、超音波圧力、デューティ比、パルス数、照射時間などのパラメーターと、ナノ・マイクロバブルの膜構成、気泡サイズ、内封ガス、ゼータ電位などの構成や、細胞と気泡の比率などの条件を変化させることで、超音波場の気泡の動力学の物理的パラメータを最適化でき、細胞生存率、導入効率などを向上させ、組織障害性の軽減させることがある程度可能となった。一方、我々が樹立した関節強直症モデルマウスの関節強直症の発症好発部位である足関節組織に対する遺伝子導入を想定し、マウス足関節に色素を注入し、その動態を観察したところ、注入した色素がリンパ管に吸収され、膝窩リンパ節に流れ込むことが観察された。この事象は、マウス足関節腔が狭小であるために関節腔周囲組織に色素が漏出したことによるものと思われる。ヒトの顎関節強直症においても関節腔は狭小化している可能性があり、関節腔に薬剤を注入した際に関節組織周囲に薬剤が漏出し、マウスと同様なことが生じる可能性は否定できない。薬剤がリンパ管を介してリンパ節に流入することは、想定外の免疫反応を誘発する可能性がある。現在、導入遺伝子やナノ・マイクロバブルを関節腔あるいは関節周囲組織に貯留させ、リンパ管による薬剤の吸収を抑え、効率よく関節組織に遺伝子導入する方策を薬剤の溶媒や薬剤の剤型、混入するナノ・マイクロバブルのサイズ等の観点から検討中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

これまでの研究により、培養細胞および我々の研究グループで樹立した関節強直症自然発症マウスの膝関節近傍の筋組織において、照射する超音波の周波数、超音波圧力、デューティ比、パルス数、照射時間などのパラメーターと、ナノ・マイクロバブルの膜構成、気泡サイズ、内封ガス、ゼータ電位などの構成や、細胞と気泡の比率などの条件を変化させることで、超音波場の気泡の動力学の物理的パラメータを最適化でき、細胞生存率、導入効率などを向上させ、組織障害性の軽減させることがある程度可能となった。しかし、関節強直症という、軟組織、硬組織および関節腔により構成され、病期によっても複雑に組織構築が変化する組織構築体に対し、どのような分子導入条件が適切か、新たな問題点が浮上してきた。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究により、関節強直症という、軟組織、硬組織および関節腔により構成され、病期によっても複雑に組織構築が変化する組織構築体に対し、どのような分子導入条件が適切か、新たな問題点が浮上してきた。現在、導入遺伝子やナノ・マイクロバブルを関節腔あるいは関節周囲組織に貯留させ、リンパ管による薬剤の吸収を抑え、効率よく関節組織に遺伝子導入する方策を薬剤の溶媒や薬剤の剤型、混入するナノ・マイクロバブルのサイズ等の観点から検討中である。

Causes of Carryover

当初の予定より旅費の金額が少なかったため，3,226円の残額が生じた．

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成26年度の残額を平成27年度の消耗品に使用する予定である．