| Project/Area Number |
22K19895
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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 90:Biomedical engineering and related fields
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
Ohtsuki Takashi 岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 教授 (80321735)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
位高 啓史 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (60292926)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | mRNA / PCI / 光化学的内在化 / 光増感剤 / 光制御 / ゲノム編集 / キャリア |
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| Outline of Research at the Start |
生体内で極めて不安定なmRNAを医薬として利用するために、高い細胞質内送達能と標的部位特異性を兼ね備えるmRNAデリバリー法が必要である。本研究では、PCIに基づくmRNAデリバリー法を、様々なキャリア・光増感剤を用いた系統的比較のうえで検討し、最善な方法を見出す。その際、独自の光増感剤搭載型キャリアを創りmRNAデリバリーを検討するとともに、汎用的核酸キャリアと光増感剤を組み合わせた方法を検討する。さらに、この方法を、光照射領域特異的なゲノム編集や皮膚疾患治療に応用可能であることを示す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Photochemical internalization (PCI) using drug carriers and photosensitizers is a promising method for photo-mediated target-specific drug delivery. PCI is a method of introducing drugs, which are taken up into cells by endocytosis and accumulate in endosomes, into the cytoplasm by photo-dependent endosomal escape through a reaction in which singlet oxygen is generated by light in the presence of the photosensitizer. In this study, we established a photo-dependent mRNA delivery method using a photosensitizer-loaded carrier or “combination of a photosensitizer and nucleic acid carrier,” and demonstrated the potential of this technology for medical application by the experiments of photo-dependent genome editing and photo-directed mRNA delivery using mice.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果は、光で標的細胞特異的に発現させるmRNAデリバリー法を確立し、mRNA医薬の送達法としての応用可能性を示すものである。mRNAは、遺伝子治療と違ってゲノムへの挿入変異リスクもなく、原理的にどのようなタンパク質でも産生可能であるため、疾患治療用に広範な応用の可能性がある。しかしながら、mRNAは生体内で極めて不安定な物質であり、血中投与や経口投与などで、長い行程を経て標的特異的に集積させ作用させることは困難である。そのため、本研究のような、mRNAを生分解から守り、高効率な細胞質内デリバリーができて、標的特異性も兼ね備えるデリバリー技術の開発が必要とされている。
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