医療用医薬品を素材とする多機能性ナノデバイスを用いた革新的遺伝子医薬品の開発

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26860107
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 兒玉 幸修 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 助教 (50448510)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 遺伝子デリバリー / 医薬品 / 硫酸プロタミン

Outline of Annual Research Achievements

医療用医薬品を構成成分とするナノデバイスの開発を目的とした。ホタルルシフェラーゼをコードしたpDNA (pCMV-Luc)と様々なカチオン性医薬品を混合することで、医療用医薬品ベクターの調製を試みた。スクリーニングの結果、pDNAと硫酸プロタミン静注用（PRT）の混合比と調製プロセスを最適化することで、安定なナノサイズのpDNA-PRT複合体（PRT複合体）を構築することに成功した。
作製したPRT複合体はin vitroにおいて、1×108 (RLU/mg protein)を超える高い遺伝子発現を示した。また、各種エンドサイトーシス阻害剤（クロルプロマジン、ゲニステイン、アミロライド）と共存させた結果、ゲニステインと共存させた場合に遺伝子発現効果が有意に低下した。これらの結果より、PRT複合体はカベオラ介在性のエンドサイトーシスにより細胞内へ取り込まれることが示唆された。
一方、PRT複合体は低用量では細胞毒性を示さなかったが、高用量ではわずかな細胞毒性を示した。そこで、PRT複合体にアニオン性医薬品を被膜した三重複合体の調製を試みた。アニオン性医薬品として、コンドロイチン硫酸ナトリウム注射液（CS）、ヒアルロン酸点眼液（HA）、および強力ネオミノファーゲンC（GL）を用いて、三重複合体を調製した結果、GLでは凝集して複合体を構築できなかったが、CSおよびHAでは三重複合体を構築できた。また、予備的検討ではあるが、三重複合体は高用量でも細胞毒性を示さなかった。
以上のように、我々は本年度の研究によって、硫酸プロタミン静注用を構成成分とする遺伝子ベクターの開発に成功した。来年度は、CSおよびHAを被膜した三重複合体の有効性や安全性を詳細に評価する予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初予定していた平成26年度の研究実施計画をほぼ達成しているため、概ね順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度も当初予定していた研究計画に従い研究を推進する。

Causes of Carryover

キャンペーン期間に購入するなどして研究費を効率的に使用した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成27年度に配分される研究費については、消耗品および旅費として使用する予定である。また、平成26年度の繰越は消耗品費に補填する。

Research Products

• [Journal Article] Secure and effective gene delivery system of plasmid DNA coated by polynucleotide. (2015)
  • Author(s): Kodama Y, Ohkubo C, Kurosaki T, Egashira K, Sato K, Fumoto S, Nishida K, Higuchi N, Kitahara T, Nakamura T, Sasaki H.
  • Journal Title: J Drug Target. Volume: 23 Pages: 43-51
  • DOI: 10.3109/1061186X.2014.950665.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Immunogenicity and anti-fecundity effect of nanoparticle coated glutathione S-transferase (SjGST) DNA vaccine against murine Schistosoma japonicum infection. (2015)
  • Author(s): Mbanefo EC, Kumagai T, Kodama Y, Kurosaki T, Furushima-Shimogawara R, Cherif MS, Mizukami S, Kikuchi M, Huy NT, Ohta N, Sasaki H, Hirayama K.
  • Journal Title: Parasitol Int. Volume: 64 Pages: 24-31
  • DOI: 10.1016/j.parint.2015.01.005.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Splenic Gene Delivery System Using Self-assembling Nano-complex with Phosphatidylserine Analog. (2015)
  • Author(s): Kurosaki T, Nakasone C, Kodama Y, Egashira K, Harasawa H, Muro T, Nakagawa H, Kitahara T, Higuchi N, Nakamura T, Sasaki H.
  • Journal Title: Biol Pharm Bull. Volume: 38 Pages: 23-29
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Biodegradable nanoparticles composed of dendrigraft poly-L-lysine for gene delivery. (2014)
  • Author(s): Kodama Y, Nakamura T, Kurosaki T, Egashira K, Mine T, Nakagawa H, Muro T, Kitahara T, Higuchi N, Sasaki H.
  • Journal Title: Eur J Pharm Biopharm. Volume: 87 Pages: 472-476
  • DOI: 10.1016/j.ejpb.2014.04.013.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Novel siRNA delivery system using a ternary polymer complex with strong silencing effect and no cytotoxicity. (2014)
  • Author(s): Kodama Y, Shiokawa Y, Nakamura T, Kurosaki T, Aki K, Nakagawa H, Muro T, Kitahara T, Higuchi N, Sasaki H.
  • Journal Title: Biol Pharm Bull. Volume: 37 Pages: 1274-1281
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Dendrigraft poly-L-lysineを構成成分とした生分解型siRNAベクターの構築 (2014)
  • Author(s): 藏本 悠、兒玉 幸修、北原 隆志、佐々木 均
  • Organizer: 日本薬剤学会第29年会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティビル（大宮）
  • Year and Date: 2014-05-20 – 2014-05-22
• [Presentation] 医療用医薬品を用いたGMP基準の新規遺伝子ベクターの開発 (2014)
  • Author(s): 西垣 和香、兒玉 幸修、北原 隆志、佐々木 均
  • Organizer: 日本薬剤学会第29年会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティビル（大宮）
  • Year and Date: 2014-05-20 – 2014-05-22
• [Presentation] Secure and effective gene vector of polyamidoamine dendrimer pharmaceutically modified with anionic polymer (2014)
  • Author(s): Yukinobu Kodama, Yumi Yamashita, Takashi Kitahara, Sasaki Hitoshi
  • Organizer: 5th Pharmaceutical Sciences World Congress
  • Place of Presentation: Melbourne Convention and Exhibition Centre（メルボルン）
  • Year and Date: 2014-04-13 – 2014-04-16
• [Presentation] Nanoparticles electrostatically coated with folic acid for effective and safe gene delivery (2014)
  • Author(s): Hitoshi Sasaki, Yukinobu Kodama, Tamami Morishita, Takashi Kitahara
  • Organizer: 5th Pharmaceutical Sciences World Congress
  • Place of Presentation: Melbourne Convention and Exhibition Centre（メルボルン）
  • Year and Date: 2014-04-13 – 2014-04-16