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ミトコンドリア融合機構に啓発された革新的遺伝子送達システムの創製

研究課題

研究課題/領域番号 11J05438
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関北海道大学

研究代表者

安崎 友香理  北海道大学, 大学院生命科学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード遺伝子治療 / 遺伝子送達 / ミトコンドリアデリバリー / ハイドロダイナミクス法 / ビジュアルバイオロジー / 骨格筋デリバリー / MITO-Porter
研究概要

本年度は、前年度までに構築した遺伝子をマウスに投与し、ミトコンドリアへの遺伝子送達を検証した。また、ミトコンドリア外来遺伝子発現評価の基盤を構築すべく、レポーター系の構築とその機能評価を中心に研究を行った。
①マウス肝臓ミトコンドリアへの遺伝子送達量評価
遺伝子送達及び発現評価の簡便さの観点から、評価対象をラット骨格筋からマウス肝臓にシフトすることを考えた。前年度までにラット骨格筋で構築した遺伝子送達評価系をマウス肝臓に応用し、核とミトコンドリアへの遺伝子送達量を定量した。その結果、遺伝子発現が確認されている核と同等量の遺伝子が、ミトコンドリアにも送達されていることが明らかとなった。現在実現可能な方法で最も多い遺伝子量をミトコンドリアに送達したことをふまえると、遺伝子の質の改良も重要であることを示唆する結果であると思われた。
②ミトコンドリア内で発現し得る遣伝子の構築・転写翻訳発現検証
ミトコンドリア外来遺伝子発現検証の一般化、並びに翻訳の検出感度を向上させることを目的として、ミトコンドリアコドン対応高感度レポーター発現系を構築した。まず、試験管内反応によって、構築した遺伝子がミトコンドリアにおいて転写されているか否かを、PCRを用いた方法により検証した。更に、本遺伝子がミトコンドリアにおいて翻訳されているか否かを、遺伝子をマウスおよびラットに投与し、ルシフェラーゼ発光活性をもとに検証した。検証の結果、自ら構築した遺伝子がミトコンドリアにおいて転写を受け、さらにタンパク質を発現することが示唆された。
酵素として機能するタンパク質の発現をin vivoミトコンドリアで達成した報告はこれまでになかった。外部から導入してミトコンドリアで発現する遺伝子カセットの発見は、遺伝子治療、更には今まで未知であったミトコンドリア関連生命科学研究の基盤となることが期待できる。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Localization of exogenous DNA to mitochondria in skeletal muscle following hydrodynamic limb vein injection2013

    • 著者名/発表者名
      Yukari Yasuzaki, Yuma Yamada, Tsutomu Kanefuji and Hideyoshi Harashima.
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 172(3) 号: 3 ページ: 805-811

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2013.09.029

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intracellular observation of nanocarriers modified with a mitochondrial targeting signal peptide2013

    • 著者名/発表者名
      Eriko Kawamura, Yuma Yamada, Yukari Yasuzaki, Mamoru Hyodo and Hideyoshi Harashima.
    • 雑誌名

      Journal of bioscience and bioengineering

      巻: 116(5) 号: 5 ページ: 634-637

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2013.05.001

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual function MITO-Porter, a nano carrier integrating both efficient cytoplasmic delivery and mitochondrial macromolecule delivery2011

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yuma, Ryo Furukawa, Yukari Yasuzaki, Harashima Hideyoshi
    • 雑誌名

      Molecular Therapy

      巻: 19 号: 8 ページ: 1449-1456

    • DOI

      10.1038/mt.2011.99

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Nanotechnology for mitochondrial gene delivery toward in vivo gene expression2012

    • 著者名/発表者名
      安崎 友香理
    • 学会等名
      The 15th Hokkaido University - Seoul National University Joint Symposium
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 骨格筋ミトコンドリアを標的とした外来遺伝子送達技術の開発2012

    • 著者名/発表者名
      安崎 友香理
    • 学会等名
      第28回日本DDS学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2012-07-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 骨格筋ミトコンドリア遺伝子治療を目指したin vivo外来遺伝子導入技術の開発2012

    • 著者名/発表者名
      安崎 友香理
    • 学会等名
      日本薬剤学会第27年会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • 年月日
      2012-05-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Techical application of hydrodynamic limb vein injection for in vivo mitochondrial gene delivery2011

    • 著者名/発表者名
      安崎友香理
    • 学会等名
      11th Conference of Japanese Society of Mitochondrial Research and Medicine (J-mit)
    • 発表場所
      鹿児島市民文化ホール(鹿児島県)
    • 年月日
      2011-09-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Innovative technology for in vivo mitochondrial gene delivery using hydrodynamic limb vein injection2011

    • 著者名/発表者名
      安崎友香理
    • 学会等名
      第17回日本遺伝子治療学会年次学術集会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2011-07-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Hydrodynamic limb vein injection method can open an avenue of mitochondrial gene delivery in vivo2011

    • 著者名/発表者名
      安崎友香理
    • 学会等名
      The American Society of Gene and Cell Therapy 14th Annual Meeting
    • 発表場所
      Washington State Convention Center (USA)
    • 年月日
      2011-05-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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