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In vivoゲノム編集による肝疾患治療の実現を目指した脂質ナノ粒子の創生

研究課題

研究課題/領域番号 17H05052
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 物理系薬学
研究機関北海道大学

研究代表者

佐藤 悠介  北海道大学, 薬学研究院, 助教 (10735624)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
22,880千円 (直接経費: 17,600千円、間接経費: 5,280千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2017年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
キーワードゲノム編集 / 脂質ナノ粒子 / マイクロ流体デバイス / in vivoゲノム編集 / RNP送達 / pH感受性カチオン性脂質 / 肝疾患治療 / ph感受性カチオン性脂質 / 安全治療域 / タンパク質送達 / RNP / In vivoゲノム編集 / RNA送達
研究成果の概要

ゲノム編集は任意の遺伝子の破壊、修復および挿入等を可能とする技術であり、多様な遺伝性疾患に対する根本的な治療法になりうる。医療応用にはゲノム編集因子の効率的な送達技術の開発が重要である。本研究では、CRISPR-Casタンパク質-gRNA複合体を効率的に送達可能な脂質ナノ粒子を開発した。実用化の観点から、シームレスな製造スケールアップが可能なマイクロ流体デバイスによる連続製造法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マイクロ流体デバイスによるゲノム編集因子搭載脂質ナノ粒子の連続製造法を世界に先駆けて見出すことに成功した。マイクロ流体デバイスはシームレスな製造スケールアップが可能であることから、核酸ナノ医薬品開発に広く応用されているが、核酸分子と比較して物理化学的に不安定なタンパク質のナノ製剤化へ応用できることを示したことは今後の高分子搭載ナノ粒子製剤開発における意義は大きい。また、製剤最適化により競合技術よりも圧倒的に高い効率で遺伝子ノックアウトを誘導可能な脂質ナノ粒子製剤の同定に成功した。最適化の過程で得られた重要因子に関する情報は今後の製剤開発における指針となると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Hydrophobic scaffolds of pH-sensitive cationic lipids contribute to miscibility with phospholipids and improve the efficiency of delivering short interfering RNA by small-sized lipid nanoparticles2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Y, Okabe N, Note Y, Hashiba K, Maeki M, Tokeshi M, Harashima H
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 102 ページ: 341-350

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2019.11.022

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Innovative nanotechnologies for enhancing nucleic acids/gene therapy: Controlling intracellular trafficking to targeted biodistribution2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Takashi, Yamada Yuma, Sato Yusuke, Khalil A Ikramy, Harashima Hideyoshi
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 218 ページ: 119329-119329

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2019.119329

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent advances in the targeting of systemically administered non-viral gene delivery systems.2019

    • 著者名/発表者名
      Khalil IA, Sato Y, Harashima H.
    • 雑誌名

      Expert Opin Drug Deliv.

      巻: 16 号: 10 ページ: 1037-1050

    • DOI

      10.1080/17425247.2019.1656196

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Understanding structure-activity relationships of pH-sensitive cationic lipids facilitates the rational identification of promising lipid nanoparticles for delivering siRNAs in vivo2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sato, Kazuki Hashiba, Kosuke Sasaki, Masatoshi Maeki, Manabu Tokeshi, HIdeyoshi Harashima
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 295 ページ: 140-152

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2019.01.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the iLiNP Device: Fine Tuning the Lipid Nanoparticle Size within 10 nm for Drug Delivery2018

    • 著者名/発表者名
      Niko Kimura, Masatoshi Maeki, Yusuke Sato, Yusuke Note, Akihiko Ishida, Hirofumi Tani, Hideyoshi Harashima, Manabu Tokeshi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 5 ページ: 5044-5041

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b00341

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Understanding the formation mechanism of lipid nanoparticles in microfluidic devices with chaotic micromixers2017

    • 著者名/発表者名
      Maeki M, Fujishima Y, Sato Y, Yasui T, Kaji N, Ishida A, Tani H, Baba Y, Harashima H, Tokeshi M
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 号: 11 ページ: e0187962-e0187962

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0187962

    • NAID

      120006377541

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Sato Y, Matsui H, Yamamoto N, Sato R, Munakata T, Kohara M, Harashima H. Highly specific delivery of siRNA to hepatocytes circumvents endothelial cell-mediated lipid nanoparticle-associated toxicity leading to the safe and efficacious decrease in the hepatitis B virus2017

    • 著者名/発表者名
      Sato Y, Matsui H, Yamamoto N, Sato R, Munakata T, Kohara M, Harashima H
    • 雑誌名

      J Control Release

      巻: 266 ページ: 216-225

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2017.09.044

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] pH-labile PEGylation of siRNA-loaded lipid nanoparticle improves active targeting and gene silencing activity in hepatocytes2017

    • 著者名/発表者名
      Hashiba K, Sato Y, Harashima H
    • 雑誌名

      J. Control. Release

      巻: 262 ページ: 239-246

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2017.07.046

    • NAID

      120006523729

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Efficient delivery of macromolecules by molecular design of cationic lipids2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Y, Hashiba K, Hashiba A, Okabe N, Harashima H
    • 学会等名
      Liposome Research Days 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Ribonucleoprotein-loaded lipid nanoparticles for genome editing2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Y, Sato Y, Sato R, Maeki M, Tokeshi M, Harashima H
    • 学会等名
      Liposome Research Days 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゲノム編集タンパク質搭載脂質ナノ粒子の開発2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤悠介, 鈴木裕一, 佐藤里咲, 真栄城正寿, 渡慶次学, 原島秀吉
    • 学会等名
      日本核酸医薬学学会第5回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cas9-gRNA RNP搭載脂質ナノ粒子による高効率ゲノム編集2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤悠介, 鈴木裕一, 佐藤里咲, 真栄城正寿, 渡慶次学, 原島秀吉
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会第4回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 優れたsiRNA送達効率と安全性を両立する脂質ナノ粒子の開発2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤悠介, 橋場一毅, 原島秀吉.
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 効率的なin vivo核酸送達を実現する高機能脂質ナノ粒子2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤悠介, 橋場一毅, 原島秀吉.
    • 学会等名
      第27回インテリジェント材料・システムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Targeted delivery of siRNAs by manipulating acid dissociation constant of lipid nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Shobaki N, Sato Y, Harashima H.
    • 学会等名
      The 5th International Life Science Symposium for Young Scientists
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機能性脂質を基盤としたin vivo核酸送達システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤悠介.
    • 学会等名
      日本薬学会北海道支部主催 第1回若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規pH応答性脂質の開発による効率的なin vivo siRNAデリバリー2017

    • 著者名/発表者名
      橋場一毅, 佐藤悠介, 原島秀吉.
    • 学会等名
      第39回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脂質ナノ粒子の膜酸乖離定数の操作による細胞選択的なsiRNA送達2017

    • 著者名/発表者名
      ショバキ ヌレ, 佐藤悠介, 原島秀吉.
    • 学会等名
      第3回日本核酸医薬学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 脂質ナノ粒子2019

    • 発明者名
      佐藤悠介, 原島秀吉, 渡慶次学, 真栄城正寿
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-101203
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] siRNA細胞内送達のための脂質膜構造体2018

    • 発明者名
      原島秀吉, 佐藤悠介
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] siRNA細胞内送達のための脂質膜構造体2017

    • 発明者名
      原島秀吉, 佐藤悠介
    • 権利者名
      国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-117708
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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