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微弱電流による細胞質薬物送達の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18F18097
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 物理系薬学
研究機関徳島大学

研究代表者

小暮 健太朗  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (70262540)

研究分担者 HASAN MAHADI  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2018年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード微弱電流 / 細胞シグナル伝達 / 細胞質デリバリー
研究実績の概要

本研究の目的は、機能性核酸等の高分子物質の微弱電流処理による細胞質送達の分子メカニズムの解明である。これまでの我々の研究により微弱電流処理によって細胞が高分子物質を取り込み、細胞質にまで送達されることが明らかとなっているが、詳細な分子メカニズムは不明である。そこで本研究では、微弱電流によって誘導される細胞シグナル関連タンパク質を明らかにするために、Ca2+等のカチオンチャネルに着目し、微弱電流による発現変動を定量評価するとともに、細胞内Ca2+量の変動、および下流のシグナル伝達分子の解明を目指している。これまでに、微弱電流処理による組織細胞間隙の開裂を見出しており、細胞レベルの情報と合わせ、機能性核酸を用いた疾患治療についても検討する計画である。すなわち、肝臓や腎臓などに微弱電流処理を施すことでsiRNA等を組織内送達し、in vivoでの遺伝子発現制御、さらにはモデル疾患への治療効果を検討する計画である。
令和元年度は、当初予定通り、微弱電流により誘導されるエンドソーム膜の性質を検討した。阻害剤の検討と電子顕微鏡観察から、チューブ状エンドソームの形成が示唆され、微弱電流によりCLIC/GEECエンドサイトーシスが誘起される可能性が示唆された。関連タンパク質のknockdownを行ったが、微弱電流による物質取込みに影響は見られず、CLIC/GEECとは異なるエンドサイトーシスの可能性が示唆された。また、エンドソームからの物質漏出について検討し、エンドソームで増加したセラミドが孔を形成することでエンドソーム内の高分子が細胞質に漏出する可能性を見出した。また、in vivoにおけるsiRNAの肝臓内送達を行い、四塩化炭素処理したマウスの線維化肝臓に抗HSP47siRNAを送達することで、有意なHSP47mRNA量の抑制に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Characteristics of unique endocytosis induced by weak current for cytoplasmic drug delivery2020

    • 著者名/発表者名
      Torao Tasuku、Mimura Miyuki、Oshima Yasufumi、Fujikawa Koki、Hasan Mahadi、Shimokawa Tatsuharu、Yamazaki Naoshi、Ando Hidenori、Ishida Tatsuhiro、Fukuta Tatsuya、Tanaka Tamotsu、Kogure Kentaro
    • 雑誌名

      International Journal of Pharmaceutics

      巻: 576 ページ: 119010-119010

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2019.119010

    • NAID

      120006951318

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low Electric Treatment activates Rho GTPase via Heat Shock Protein 90 and Protein Kinase C for Intracellular Delivery of siRNA.2019

    • 著者名/発表者名
      Hasan M, Hama S, Kogure K.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 9 号: 1 ページ: 4114-4114

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40904-z

    • NAID

      120006872363

    • 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
  • [学会発表] Transdermal delivery of polymer nanoparticles via faint electricity.2019

    • 著者名/発表者名
      Kogure K. Nagasaki Y.
    • 学会等名
      ACS Spring 2019 National Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Weak Current-mediated delivery of liposomes.2019

    • 著者名/発表者名
      Kogure K.
    • 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 / 招待講演
  • [学会発表] 微弱電流を用いた核酸医薬送達2019

    • 著者名/発表者名
      小暮健太朗
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会DDS部会主催合同サテライトシンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanistic study of faint electric treatment mediated cytoplasmic delivery of siRNA.2018

    • 著者名/発表者名
      Hasan M, Hama S, Kogure K
    • 学会等名
      第40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
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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