細胞認識性エクソソームを用いた臓器線維症に対する革新的治療法の開発
| Project/Area Number |
19K22627
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
稲垣 豊 東海大学, 医学部, 教授 (80193548)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳川 享世 東海大学, 医学部, 助教 (10760291)
赤池 敏宏 公益財団法人国際科学振興財団, その他部局等, 主席研究員 (30101207)
後藤 光昭 公益財団法人国際科学振興財団, その他部局等, 主任研究員 (80235001)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 肝臓学 / 薬物送達 / エクソソーム / 細胞認識性 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、エクソソームという細胞から分泌される小胞状物質を利用して難治性肝硬変症の治療に挑戦する。エクソソームは我々の体内で作られる天然の物質であるため、毒性がなく、癌化することもない安全な成分である。このため、内部に薬剤を含ませて病気の臓器に届ける新たな手段として期待されている。本研究では、どのようにして目的とする臓器の細胞だけに取り込ませるか、取り込まれた薬剤の効果をいかに最大限発揮させるかについて、独自の方法を駆使して取り組む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、新たなDDSキャリアーとして注目されているエクソソームの細胞への取り込み効率やサイトゾルへの放出性を向上させるとともに、バイオマテリアル技術を応用してエクソソームに細胞認識性を付加することで、従来の限界を打ち破る創薬の新たな方法論を提案することを目的としている。研究２年度目となる2020年度は、初年度に自ら開発した２種類の薬物送達モニタリング用エクソソームを用いて、以下の知見を得た。
１）ホタル・ルシフェラーゼをエクソソーム内包タンパク質として培養液中に高効率に分泌する発現プラスミドをHEK293細胞にトランスフェクションし、得られたルシフェラーゼ搭載エクソソームをマウス初代肝細胞の培養上清中に添加した。この際、エクソソームの細胞内取り込みとエンドソームからサイトゾルへの移行を促進させる炭酸ナノアパタイトを異なる比率でエクソソームと混合し、肝細胞抽出液のルシフェラーゼアッセイにより、エクソソームと炭酸ナノアパタイトの至適混合比率を決定した。
２）同様に、mCherry とEGFPの連結分子を搭載するモニタリング用エクソソームを肝細胞の培養上清中に添加し、３時間後ならびに６時間後の肝細胞内の蛍光色素の局在を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察した。その結果、エクソソームと炭酸ナノアパタイトを一定の比率で混合することで、エンドソームからリソゾームに移行して分解される前にサイトゾルへと脱出することが確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度に取り込み効率の定量評価に有用なホタル・ルシフェラーゼ搭載エクソソーム、ならびに取り込んだエクソソームのエンドソームからサイトゾルへの放出を確認するためのmCherry/EGFPエクソソームの産生系を確立したのに続いて、エクソソームと炭酸ナノアパタイトを一定の比率で混合することで、エクソソーム自体が有する細胞内取り込み効率の低さや、エクソソーム内包物質のサイトゾル放出性の低さによる効果の減弱といった課題を改善することが可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の最終年度となる2021年度には、これまでに得られた知見をさらに発展させて薬物送達の改善に向けて以下の実験を行う。
１）炭酸ナノアパタイトの効果をin vivoでも確認するため、ルシフェラーゼ搭載エクソソームを炭酸ナノアパタイトと混合した上でマウスの尾静脈から投与し、IVISイメージングシステムと摘出した肝臓抽出液のルシフェラーゼアッセイにより評価を行う。
２）エクソソームに細胞認識性を付加するために、肝細胞が特異的に認識するガラクトース側鎖でエクソソームを修飾し、肝細胞への取り込み効率の向上をin vitroならびにin vivoで評価する。
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Report
(2 results)
Research Products
(41 results)
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[Journal Article] Inhibition of plasminogen activator inhibitor-1 attenuates against intestinal fibrosis in mice2020
Author(s)
Imai J, Yahata T, Ichikawa H, Ibrahim AA, Yazawa M, Sumiyoshi H, Inagaki Y, Matsushima M, Suzuki T, Mine T, Ando K, Miyata T, Hozumi K.
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Journal Title
Intestinal Research
Volume: 18
Pages: 219-228
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] CD103hi Treg cells constrain lung fibrosis induced by CD103lo tissue-resident pathogenic CD4 T cells2019
Author(s)
Ichikawa, T.*, Hirahara, K.*, Kokubo, K.*, Kiuchi, M., Aoki, A., Morimoto, Y., Kumagai, J., Onodera, A., Mato, N., Tumes, D., Goto, Y., Hagiwara, K., Inagaki, Y., Sparwasser, T., Tobe, K., and Nakayama, T.
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Journal Title
Nat Immunol
Volume: 20
Pages: 1469-1480
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Upregulation of cancer-associated gene expression in activated fibroblasts in a mouse model of non-alcoholic steatohepatitis2019
Author(s)
Asakawa M, Itoh M, Suganami T, Sakai T, Kanai S, Shirakawa I, Yuan X, Hatayama T, Shimada S, Akiyama Y, Fujiu K, Inagaki Y, Manabe I, Yamaoka S, Yamada T, Tanaka S, Ogawa Y.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 9
Pages: 19601-19601
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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