リボザイムによる腎疾患の遺伝子治療の開発

• 研究課題/領域番号: 15590863
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 腎臓内科学
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 福田 昇 日本大学, 医学部, 講師 (40267050)
• 研究分担者: 松本 紘一 日本大学, 医学部, 教授 (00125064)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2004年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: PDGF-A鎖 / TGF-b1 / リボザイム / アデノウイルス / 慢性腎炎 / TGF-β1

研究概要

進行性腎障害に対し、リボザイムによる遺伝子治療の開発の為、RNase耐性のPDGF-A鎖およびTGF-β1 mRNAに対するDNA/RNAキメラ型リボザイムを分子設計しRNA、DNAシンセサイザーを用いて合成し、HPLCにて精製した。さらにコスミドベクターへPDGF-A鎖およびTGF-β1 mRNAに対するリボザイムの鋳型DNAを挿入、組換えウイルスを293細胞に感染させて高力価ウイルス液を得、力価測定し保存した。次にリボザイムのデリバリーの検討としてPDGF-A鎖およびTGF-β1 mRNAに対するDNA/RNAキメラ型リボザイムをFITCラベルし、生体分解型ゼラチンにリボザイムを包埋し、培養腎メサンジウム細胞にリボザイム+ゼラチンをインキュベートし、細胞への取り込み効率を比較し、メサンジウム細胞でのPDGF-A鎖およびTGF-β1 mRNA、蛋白発現の抑制、メサンジウム細胞の増殖の抑制を確認した。
生体内デリバリー法としてFITCラベルリボザイムを生体分解型ゼラチンに包埋し、ラットに静脈内で投与し、腎糸球体のメサンジウム細胞領域、尿細管領域に有意な取り込みを確認した。腎障害への作用の検討としてPDGF-A鎖およびTGF-β1 mRNAに対するDNA/RNAキメラ型リボザイム発現アデノウイルスまたは生体分解型ゼラチンに包埋したリボザイムをDahl-Sラット腹腔内投与し、尿蛋白量の有意な減少を確認した。さらにリボザイム発現アデノウイルスまたは生体分解型ゼラチンに包埋したリボザイムreal time PCRによるTGF-β1 mRNA発現およびウエスタンブロットによるTGF-β1蛋白に対しても同程度に有意に抑制した。安全性の確認として大量のリボザイムによっても、脾臓、骨髄、精巣、心臓、腎臓組織では炎症細胞の浸潤、線維性変化等は認められず、リボザイム治療の安全性が確認された。
このようにPDGF-A鎖およびTGF-β1に対するDNA/RNAキメラ型リボザイムおよびリコンビナントウイルスリボザイムは安全であり、将来進行性腎障害の遺伝子治療として有用であると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of DNA-RNA chimeric ribozyme targeting TGF- β1 on growth of human gingival fibroblast (2005)
  • 著者名/発表者名: Yusa J, Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: Journal of Periodontology (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthetic pyrrole-imidazole polyamide inhibits human transforming growth factor- β1 gene expression (2005)
  • 著者名/発表者名: Lai Y, Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacology Experimental Therapeutics (submitting)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Chimeric DNA-RNA hammerhead ribozyme targeting TGF- β1 mRNA efficiently ameliorated renal injury in hypertensive rats (2005)
  • 著者名/発表者名: Tahira Y, Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: Hypertension (submitting)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of DNA-RNA chimeric ribozyme targeting TGF-b1 on growth of human gingival fibroblast. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yusa J, Fukuda N, Sato S, Kamoi K, Mugishima H.
  • 雑誌名: J.Periodontor (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthetic pyrrole-imidazole polyamide inhibits human transforming growth factor-b1 gene expression. (2005)
  • 著者名/発表者名: Lai Y-M, Fukuda N, Ueno T, Kishioka H, Matsuda Y, Saito S, Matsumoto K, Saito T, Iida H, Ayame H, Bando T, Sugiyama H, Mugishima H, Kim S-J.
  • 雑誌名: J Pharmacol Exp Therap (submitting)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Chimeric DNA-RNA hammerhead ribozyme targeting TGF-2_1 mRNA efficiently ameliorated renal injury in hypertensive rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tahira Y, Fukuda N, Endo M, Suzuki R, Takagi H, Ikeda Y, Ueno T, Matsuda H, Saito S, Matsumoto K, Mugishima H.
  • 雑誌名: Hypertension (submitting)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effects of DNA-RNA chimeric ribozyme targeting TGF-β1 on growth of human gingival fibroblasts. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yusa J, Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: Journal of Periodontology (In press)
• [雑誌論文] Chimeric DNA-RNA hammerhead ribozyme targeting TGF-β1 mRNA inhibits neointima formation in rat carotid artery after ballooninjury (2004)
  • 著者名/発表者名: Ando H, Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: European Journal of Pharmacology 483 ページ: 207-214
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Adenovirus-encoded hammerhead ribozyme to PDGF A-chain mRNA inhibits neointima formation after arterial injury (2004)
  • 著者名/発表者名: Lin Z-H, Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: Vournal of Vascular Research 41 ページ: 305-313
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Presence and prospect of gene therapy for ischemic heart diseases (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda N, Saito S
  • 雑誌名: Nihon University Journal of Medicine 46 ページ: 91-105
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Chimeric DNA-RNA hammerhead ribozyme targeting TGF-β1 mRNA inhibits neointima formation in rat carotid artery after balloon injury. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ando H, Fukuda N, Kotani M, Yokoyama S, Kunimoto S, Matsumoto K, Saito S, Kanmatsuse K, Mugishima H.
  • 雑誌名: Eur J Pharmacol 483 ページ: 207-214
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Adenovirus-encoded hammerhead ribozyme to PDGF A-chain mRNA inhibits neointima formation after arterial injury. (2004)
  • 著者名/発表者名: LinZ-H, Fukuda N, Suzuki R, Takagi H, Ikeda Y, Saito S, Matsumoto K, Kanmatsuse K, Mugishima H.
  • 雑誌名: J Vasc Res 41 ページ: 305-313
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Presence and prospect of gene therapy for ischemic heart diseases. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda N, Saito S.
  • 雑誌名: Nihon Univ.J.Med. 46 ページ: 91-105
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Salvage of Graft Occlusion in a Maintenace Hemodialysis Patient with Tuberous Sclerosis by Percutaneous Transluminal Angioplasty using Intravascular Ultrasound : Case Report. (2004)
  • 著者名/発表者名: Higuchi T, Abe M, Okada K, Nakajima Y, Ohnishi Y, Hagi C, Fukuda N et al.
  • 雑誌名: Therapeutic Apheresis 8 ページ: 164-167
• [雑誌論文] Complement 3 Is involved in the synthetic phenotype and exaggerated growth of vascular smooth muscle cells from spontaneously hypertensive rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Lin Z-H, Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: Hypertension 44 ページ: 1-6
• [雑誌論文] Adenovirus-encoded hammerhead ribozyme to PDGF A-chain mRNA inhibits neointima formation after arterial injury. (2004)
  • 著者名/発表者名: Lin Z-H, Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: Journal of Vascular Research 41 ページ: 305-313
• [雑誌論文] A comparison of bicarbonate hemodialysis hemodiafiltration, and acetate-free biofiltration on cytokine production. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Fukuda N et al.
  • 雑誌名: Nihon University Journal of Medicine 63 ページ: 360-366
• [雑誌論文] Chimeric DNA-RNA hammerhead ribozyme targeting TGF-β1 mRNA inhibits neointima formation in rat carotid artery after balloon injury. (2004)
  • 著者名/発表者名: Higuchi T, Yamamoto C, Kuno T, Okada K, Soma M, Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: Therapeutic Apheresis 8 ページ: 460-467
• [雑誌論文] Chimeric DNA-RNA hammerhead ribozyme targeting to PDGF A- chain mRNA specifically inhibited neointimal formation of rat carotid artery after balloon injury (2003)
  • 著者名/発表者名: Kotani M, Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: Cardiovascular Research 57 ページ: 265-276
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of antisense PNA to PDGF A-chain on growth of vascular smooth muscle cells (2003)
  • 著者名/発表者名: Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: Journal of Cardiovascular Pharmacol 42 ページ: 224-231
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Sequence specificity, reactivity, and antitumor activity of DNA-alkylating pyrrole-imidazole diamides (2003)
  • 著者名/発表者名: Bando T, Iida H, Tao ZF, Narita A, Fukuda N, et al.
  • 雑誌名: Chemical Biology 10 ページ: 751-758
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Fmoc solid-phase synthesis and its application to pyrrole-imidazole polyamides (2003)
  • 著者名/発表者名: Ayame H, Saito T, Bando T, Fukuda N
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 3 ページ: 67-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Chimeric DNA-RNA hammerhead ribozyme targeting to PDGF A-chain mRNA specifically inhibited neointimal formation of rat carotid artery after balloon injury (2003)
  • 著者名/発表者名: Kotani M, Fukuda N, Ando H, Hu W-Y, Kunimoto S, Kanmatsuse K, Saito S.
  • 雑誌名: Cardiovasc Res 57 ページ: 265-276
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effects of antisense PNA to PDGF A-chain on growth of vascular smooth muscle cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: Fukuda N, Furuya R, Kishioka H, Suzuki R, Matsuda H, Tahira Y, Takagi H, Ikeda Y, Saito S, Matsumoto K, Kanmatsuse K.
  • 雑誌名: J Cardiovasc Pharmacol 42 ページ: 224-231
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Sequence specificity, reactivity, and antitumor activity of DNA-alkylating pyrrole-imidazole diamides. (2003)
  • 著者名/発表者名: Bando T, Iida H, Tao ZF, Narita A, Fukuda N, Yamori T, Sugiyama H.
  • 雑誌名: Chem Biol 10 ページ: 751-758
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Fmoc solid-phase synthesis and its application to pyrrole-imidazole polyamides. (2003)
  • 著者名/発表者名: Ayame H, Saito T, Bando T, Fukuda N, Sugiyama H.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 3(Suppl.) ページ: 67-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 進行性腎障害の核酸医薬による遺伝子治療の開発 腎と透析 (2005)
  • 著者名/発表者名: 福田 昇
  • 出版者: 東京医学社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 核酸医薬による心血管病および進行性腎障害の遺伝子治療.特集、RNA工学の医学への展開 (2004)
  • 著者名/発表者名: 福田 昇
  • 出版者: 最新医学社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Therapeutic application of ribozymes for cardiovascular disease. "Synthetic Nucleic Acids as Inhibitors of Gene Expression : Mechanisms, Applications and Therapeutic Implications" (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda N
  • 出版者: CRC Press Inc.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Therapeutic application of ribozymes for cardiovascular disease. "Synthetic Nucleic Acids as Inhibitors of Gene Expression : Mechanisms, Applications and Therapeutic Implications" (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda N.
  • 総ページ数: 17
  • 出版者: CRC Press Inc.
• [産業財産権] TGF-β活性抑制剤 (2004)
  • 発明者名: 福田 昇, 岸岡 博文, 上野 高浩, 杉山 弘
  • 権利者名: 日本大学
  • 産業財産権番号: 2003-312365
  • 出願年月日: 2004-09-03
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [産業財産権] TGF-β活性抑制剤 (2004)
  • 発明者名: 福田 昇, 岸岡博文, 上野高浩, 杉山 弘
  • 権利者名: 日本大学
  • 出願年月日: 2004-08-14
• [文献書誌] Kotani M, Fukuda N, et al.: "Chimeric DNA-RNA hammerhead ribozyme targeting to PDGF A-chain mRNA specifically inhibited neointimal formation of rat carotid artery after balloon"Cardiovascular Research. 57. 265-276 (2003)
• [文献書誌] Hu WY, Fukuda N, et al.: "Homogenous cultures of human-derived vascular smooth muscle cells produce angiotensin II by changing to the synthetic phenotype."Journal of Cell Physiology. 196. 284-292 (2003)
• [文献書誌] Fukuda N, Furuya R et al.: "Effects of antisense PNA to PDGF A-chain on growth of vascular smooth muscle cells."Journal of Cardiovascular Pharmacology. 42. 224-231 (2003)
• [文献書誌] Bando T, Iida H, Tao ZF, Narita A, Fukuda N, et al.: "Sequence specificity, reactivity, and antitumor activity of DNA-alkylating pyrrole-imidazole diamides."Chemical Biology. 10. 751-758 (2003)
• [文献書誌] Ando H, Fukuda N, et al.: "Chimeric DNA-RNA hammerhead ribozyme targeting TGF-β1 mRNA inhibits neointima formation in rat carotid artery after balloon injur"European Journal of Pharmacology. 483. 207-214 (2004)
• [文献書誌] Ikeda Y, Fukuda N, et al.: "Development of angiogenic cell and gene therapy by transplantation of umbilical cord blood with vascular endothelial growth factor gene."Hypertension Research. 27. 119-128 (2004)
• [文献書誌] 横山真一郎, 福田 昇: "血管の発生と新生-基礎と臨床-"メディカルレビュー社. 12 (2003)