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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of nanomachine for mitochondrial gene therapy targeted to cells derived from mitochondrial disease patients

Research Project

Project/Area Number 26282131
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

山田 勇磨  北海道大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (60451431)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords薬物送達システム / ミトコンドリア
Outline of Annual Research Achievements

本申請研究では、ミトコンドリア (Mt)を標的とする遺伝子治療法を確立するため、疾患細胞Mtを標的とした遺伝子送達・発現を目的とする。H26年度は、「1. 微小管輸送を介したMt標的型キャリアの構築」、「2. Mt遺伝子発現pDNAの遺伝子発現能の検証」、「3.自主臨床研究の整備」を中心に研究を遂行し、当初の計画以上に進展している成果を報告した。H27年度は、「1. Mt発現pDNAベクターの改良」、「2. 疾患細胞を用いた細胞内動態評価」、「3.Mt応答性核酸ナノ粒子の構築」を中心に研究を遂行し、当初の計画通りの成果を得ている事を報告した。最終年度となるH28年度は、下記の項目を中心に研究を遂行した。

疾患細胞を用いたMtを標的とした外来遺伝子発現の検証: pX-mtLuc (CGG)を搭載したMITO-Porterを構築し、疾患細胞Mtへの遺伝子導入・遺伝子発現を検証した。本申請研究では、自主臨床研究 『Mt病に対する薬物治療法確立に向けた検討』で樹立したtRNAPheに点変異を有するMt患者由来の皮膚細胞を用いた。本疾患細胞は、複合体III活性が低下しておりミトコンドリア膜電位・ATP産生の低下が予想される。遺伝子発現検証に関しては、NanoLuciferaseタンパク質の発光を測定し評価した。本検討を通じて疾患細胞における最適なMt遺伝子発現が可能なナノキャリアを構築する事に成功した。また、治療用DNAを用いた検討も実施しており、一定の成果を得ている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

本研究を含む一連の成果が評価され、平成28年度北海道科学技術奨励賞(知事表彰)を受賞した。
また、「ミトコンドリア病」の新しい治療法の研究開発を目指す創薬プロジェクト『7 SEAS PROJECT』の構成メンバーとなり、本研究成果を医薬品へと発展させ、医療・経済・社会への貢献を目指し、新たな研究を計画・推進中である。

  • Research Products

    (21 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Book (1 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] MITO-Porter, Multifunctional Envelope-Type Nano Device for Mitochondrial Delivery toward Innovative Nano Medicine.2017

    • Author(s)
      Yamada Y, Harashima H.
    • Journal Title

      J. Soc. Powder Technol., Japa

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

  • [Journal Article] ミトコンドリアDDS研究のあゆみ: ミトコンドリア標的型ナノカプセル“MITO-Porter”が拓く未来医療2017

    • Author(s)
      山田勇磨
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 260 Pages: 42-48

  • [Journal Article] Innovative technologies in Nanomedicines: from passive targeting to active targeting/from controlled pharmacokinetics to controlled intracellular pharmacokinetics.2017

    • Author(s)
      Sato Y, Sakurai Y, Kajimoto K, Nakamura T, Yamada Y, Akita H, Harashima H.
    • Journal Title

      Macromolecular Bioscience

      Volume: 17 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1002/mabi.201600179.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Dual-Ligand Liposomal System Composed of a Cell-Penetrating Peptide and a Mitochondrial RNA Aptamer Synergistically Facilitates Cellular Uptake and Mitochondrial Targeting.2016

    • Author(s)
      Yamada Y, Furukawa R, Harashima H.
    • Journal Title

      J Pharm Sci

      Volume: 105 Pages: 1705-1713

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2016.03.002.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of a multifunctional envelope-type nano device and its application to nanomedicine.2016

    • Author(s)
      Sato Y, Nakamura T, Yamada Y, Harashima H.
    • Journal Title

      J Control Release

      Volume: 244 Pages: 194-204

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2016.06.042.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ミトコンドリア標的型ナノカプセル・MITO-Porterを用いたミトコンドリアを標的とする疾患治療戦略の提案2016

    • Author(s)
      山田勇磨、原島秀吉
    • Organizer
      第10回 次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      群馬大学昭和キャンパス(群馬県・前橋市)
    • Year and Date
      2016-11-06 – 2016-11-06
  • [Presentation] Mitochondria: Innovative strategy to manage myocarditis using mitochondrial drug delivery system (DDS).2016

    • Author(s)
      Abe J, Yamada Y, Takeda A, Harashima H.
    • Organizer
      Asia-Pacific Pediatric Cardiology Society 6th Congress.
    • Place of Presentation
      Shanghai (China)
    • Year and Date
      2016-10-22 – 2016-10-22
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 癌細胞ミトコンドリアを標的としたアミノグリコシド系薬剤を用いた 新規治療戦略の検証2016

    • Author(s)
      阿部二郎、山田勇磨、原島秀吉
    • Organizer
      第75回日本癌学会総会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-10-06 – 2016-10-06
  • [Presentation] ミトコンドリアDDS (Drug Delivery System) が拓く医療の未来2016

    • Author(s)
      阿部二郎、山田勇磨、武田充人、原島秀吉
    • Organizer
      北海道大学医学部・小児科・オータムセミナー2016
    • Place of Presentation
      ネストホテル札幌駅前 (北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-10-01 – 2016-10-01
    • Invited
  • [Presentation] ミトコンドリア標的型ナノカプセル・MITO-Porterの開発とナノバイオ研究への展開2016

    • Author(s)
      山田勇磨、原島秀吉
    • Organizer
      第五回ナノカーボンバイオシンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道立道民活動センターかでる2.7 (北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-06 – 2016-09-06
  • [Presentation] CoenzymeQ10搭載ミトコンドリア標的型ナノカプセルの構築および肝虚血再灌流障害誘発モデルマウスを用いた治療戦略の検証2016

    • Author(s)
      山田勇磨、中村宏平、原島秀吉
    • Organizer
      第69回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-08-30 – 2016-08-30
  • [Presentation] ミトコンドリアDDSの創製と心疾患治療への展開2016

    • Author(s)
      山田勇磨
    • Organizer
      第3回iHFフォーラム
    • Place of Presentation
      ホテルオークラ東京(東京都・港区)
    • Year and Date
      2016-08-07 – 2016-08-07
    • Invited
  • [Presentation] ミトコンドリア薬物送達システムを用いた心筋炎に対する新たな治療戦略2016

    • Author(s)
      阿部二郎、山田勇磨、武田充人、原島秀吉
    • Organizer
      第52回日本小児循環器学会総会・学術集会
    • Place of Presentation
      東京ドームホテル (東京都・文京区)
    • Year and Date
      2016-07-08 – 2016-07-08
  • [Presentation] ミトコンドリア移行性RNAアプタマー搭載Dual-ligandリポソームの構築および細胞導入・ミトコンドリア移行の検証2016

    • Author(s)
      山田勇磨、古川亮、原島秀吉
    • Organizer
      第32回日本DDS学会学術集会
    • Place of Presentation
      グランシップ(静岡県・静岡市)
    • Year and Date
      2016-06-30 – 2016-06-30
  • [Book] “Pharmacology of Mitochondria” Handb Exp Pharmacol2017

    • Author(s)
      Yamada Y, Harashima H.
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      Springer
  • [Remarks] 北海道大学 大学院薬学研究院 薬剤分子設計学研究室 HP

    • URL

      http://www.pharm.hokudai.ac.jp/yakusetu/

  • [Remarks] 北海道大学 大学院薬学研究院 HP

    • URL

      http://www.pharm.hokudai.ac.jp/

  • [Remarks] 平成28年度北海道科学技術賞・北海道科学技術奨励賞に関するHP

    • URL

      http://www.pref.hokkaido.lg.jp/kz/kgs/H28kagisyo_top.htm

  • [Remarks] 7 SEAS PROJECT HP

    • URL

      https://7sp.life/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 心不全の治療及び/又は予防に用いるための心筋幹細胞2016

    • Inventor(s)
      原島秀吉, 山田勇磨, 阿部二郎、武田充人
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人 北海道大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-223069
    • Filing Date
      2016-11-16
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 組換え発現ベクター及び当該ベクターを封入した脂質膜構造体2016

    • Inventor(s)
      原島秀吉, 山田勇磨, 石川卓哉, 秋田英万
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人 北海道大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2016/85098
    • Filing Date
      2016-11-28
    • Overseas

URL: 

Published: 2018-01-16  

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