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mRNA送達を基盤とした革新的T細胞誘導型ワクチン医薬の創成

研究課題

研究課題/領域番号 21H03818
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

川上 茂  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (20322307)

研究分担者 水上 修作  長崎大学, 熱帯医学研究所, 准教授 (00508971)
向井 英史  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (60570885)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワードドラッグデリバリーシステム / 標的指向化 / 多色深部イメージング / ワクチン / mRNA
研究開始時の研究の概要

「局所的に作用する樹状細胞選択的mRNA/LNP製剤」やmRNAで樹状細胞の機能を創り込む「デザイナー細胞」などの独創性の高いmRNA/LNP・細胞ワクチンの開発をマウスモデルを用いて行う。また、モデル抗原を用いて免疫効果や副作用を評価し、mRNAワクチン製剤/細胞としての開発を進める。

研究成果の概要

本研究の目的は、安全性と有効性を追求したmRNA/脂質ナノ粒子(Lipid Nanoparticle: LNP)の樹状細胞への効率的送達を基盤とする新規mRNAワクチン医薬を創成することである。本研究において、再現性のある実験を遂行するためのmRNA/LNPの保存安定性に関する情報を得て、mRNA/LNPの局所/肝臓の発現比を制御するためのLNP脂質組成におけるコレステロール含量の影響を明らかにし、mRNA/LNPに様々な機能を付与する、新規細胞集積型HFQ脂質、配向性制御型HFQ脂質、細胞内動態制御型HFQ脂質や外部刺激応答システムの開発を行い、細胞選択的/高効率に発現を得ることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代型となる標的指向性を有するmRNA/LNPの開発が国内外で盛んに行われている。本研究では、mRNA/LNPに様々な機能を付与する、新規細胞集積型HFQ脂質、配向性制御型HFQ脂質、細胞内動態制御型HFQ脂質と独自の3種類のHFQ脂質の開発を行い、細胞選択的かつ高効率に発現を得ることに成功している。HFQ脂質は機能性向上だけでなく、mRNA/LNPの品質保証や大量調製法の確立まで考慮した設計を行っているため、トランスレーショナル研究への展開が容易である。今後、論文化、知財化、産学連携研究をすすめ、革新的なmRNA医薬の実現に寄与していきたいと考えている。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件、 招待講演 10件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Effect of Cholesterol Content of Lipid Composition in mRNA-LNPs on the Protein Expression in the Injected Site and Liver After Local Administration in Mice2023

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Maho、Noda Marin、Ono Akari、Kamiya Mariko、Matsumoto Makoto、Tsurumaru Masako、Mizukami Shusaku、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      巻: 112 号: 5 ページ: 1401-1410

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2022.12.026

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of enhanced intracellular delivery of nanomaterials modified with novel cell-penetrating zwitterionic peptide-lipid derivatives2023

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Yuri、Suga Tadaharu、Umino Mizuki、Yamayoshi Asako、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Drug Delivery

      巻: 30 号: 1 ページ: 2191891-2191891

    • DOI

      10.1080/10717544.2023.2191891

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of lipid composition of messenger RNA-loaded lipid nanoparticles on the protein expression via intratracheal administration in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Geng Longjian, Kato Naoya, Kodama Yukinobu, Mukai Hidefumi, Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      International Journal of Pharmaceutics

      巻: 637 ページ: 122896-122896

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2023.122896

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 腎臓に対するmRNAデリバリーの現状と今後の展望2022

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Maho、Kato Naoya、Kamiya Mariko、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Drug Delivery System

      巻: 37 号: 3 ページ: 253-262

    • DOI

      10.2745/dds.37.253

    • ISSN
      0913-5006, 1881-2732
    • 年月日
      2022-07-25
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stability Study of mRNA-Lipid Nanoparticles Exposed to Various Conditions Based on the Evaluation between Physicochemical Properties and Their Relation with Protein Expression Ability2022

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Mariko、Matsumoto Makoto、Yamashita Kazuma、Izumi Tatsunori、Kawaguchi Maho、Mizukami Shusaku、Tsurumaru Masako、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Pharmaceutics

      巻: 14 号: 11 ページ: 2357-2357

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics14112357

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent advances in lipid nanoparticles for delivery of nucleic acid, mRNA, and gene editing-based therapeutics2022

    • 著者名/発表者名
      Mukai Hidefumi, Ogawa Koki, Kato Naoya, Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 44 ページ: 100450-100450

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2022.100450

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Focused ultrasound/microbubbles-assisted BBB opening enhances LNP-mediated mRNA delivery to brain2022

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Koki、Kato Naoya、Yoshida Michiharu、Hiu Takeshi、Matsuo Takayuki、Mizukami Shusaku、Omata Daiki、Suzuki Ryo、Maruyama Kazuo、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 348 ページ: 34-41

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2022.05.042

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microfluidic Post-Insertion Method for the Efficient Preparation of PEGylated Liposomes Using High Functionality and Quality Lipids2022

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Yuri、Suga Tadaharu、Kato Naoya、Umino Mizuki、Yamayoshi Asako、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      International Journal of Nanomedicine

      巻: Volume 17 ページ: 6675-6686

    • DOI

      10.2147/ijn.s390866

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient Messenger RNA Delivery to the Kidney Using Renal Pelvis Injection in Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Oyama Natsuko、Kawaguchi Maho、Itaka Keiji、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Pharmaceutics

      巻: 13 号: 11 ページ: 1810-1810

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics13111810

    • NAID

      120007185291

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] mRNAワクチンの基幹技術:核酸デリバリーと脂質ナノ粒子2021

    • 著者名/発表者名
      神谷万里子, 川上 茂
    • 雑誌名

      科学

      巻: 91 ページ: 1118-1122

    • NAID

      40022749381

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超音波照射とマイクロバブルを利用した脳内へのmRNA封入脂質ナノ粒子の送達2024

    • 著者名/発表者名
      川上 茂
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質ナノ粒子の高機能化を目的としたポリペプチドの開発と核酸・細胞医薬創出への展開2024

    • 著者名/発表者名
      川上 茂
    • 学会等名
      高度な基礎力と研究マインドを持った先導的薬剤師育成事業、SDGs推進に係る連携創出の場形成支援事業 合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Ligand Modified Nanoparticles for Targeted Drug Delivery of Nucleic Acid2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kawakami
    • 学会等名
      7th Gratama Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脂質ナノ粒子製剤を対象としたアクティブターゲティング技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      川上 茂
    • 学会等名
      日本薬剤学会第38年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ粒子を用いた核酸医薬の標的指向化技術の開発に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      川上 茂
    • 学会等名
      第20回技術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ifluence of lipid composition of messenger RNA-loaded lipid nanoparticles on the protein expression via intratracheal administration in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Geng Longjian, Makoto Matsumoto, Mizuki Umino, Mariko Kamiya, Hidefumi Mukai, Shigeru Kawakami
    • 学会等名
      第28回創剤フォーラム若手研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] In vivo での投与部位選択的高発現を目指した KK 脂質修飾 mRNA 封入脂質ナ ノ粒子の開発2023

    • 著者名/発表者名
      神谷万里子, 向井英史, 川上 茂
    • 学会等名
      遺伝子・デリバリー研究会 第 22 回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Development of local expression mRNA-loaded lipid nanoparticles based on a modification of novel peptide lipids2023

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kamiya, Makoto Matsumoto, Mizuki Umino, Hidefumi Mukai, Shigeru Kawakami
    • 学会等名
      2023 ICCP450/JSSX International Joint Meeting in Shizuoka
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] mRNA 封入脂質ナノ粒子における KK ペプチド脂質の修飾量が 物理化学的性質および肺における発現に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      大貝 洋一郎, Geng Longjian, Yao Feijie, 神谷 万里子, 向井 英史, 川上 茂
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会2023年度九州ブロック研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 脂質ナノ粒子の標的指向型製剤の設計と評価2023

    • 著者名/発表者名
      川上 茂
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子導入技術2022

    • 著者名/発表者名
      川上 茂
    • 学会等名
      第38回日本DDS学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] mRNA封入脂質ナノ粒子の保存条件が物理化学的性質および発現に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      神谷万里子, 松本 眞, 泉 龍昇, 三浦樹幸, 向井英史, 川上 茂
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第7回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] エレクトロポレーション法およびLNPを用いた樹状細胞への遺伝子およびmRNA導入法による発現特性ならびに抗原提示能の比較2022

    • 著者名/発表者名
      神谷万里子, 実政 澪, 仙波紗英, 山下和真, 松本 眞, 泉 龍昇, 三浦樹幸, 鶴丸雅子, 向井英史, 川上 茂
    • 学会等名
      遺伝子・デリバリー研究会第21回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 標的指向DDS開発と組織透明化評価2022

    • 著者名/発表者名
      川上 茂
    • 学会等名
      創剤研究コンソーシアム 2021年度 第2回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 筋肉内投与における脂質ナノ粒子コレステロール含有量のタンパク発現分布への影響2022

    • 著者名/発表者名
      川口 真帆, 小野 亜佳莉, 神谷 万里子, 水上 修作, 向井 英史, 川上 茂
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] mRNA封入脂質ナノ粒子の安定性、物理化学的性質、タンパク質発現の相関の評価2022

    • 著者名/発表者名
      神谷 万里子, 松本 眞, 川口 真帆, 水上 修作, 向井 英史, 川上 茂
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 脳を標的としたリポソーム・脂質ナノ粒子のDDS技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      川上 茂
    • 学会等名
      日本薬剤学会第36年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Luciferase mRNA封入脂質ナノ粒子の保存安定性に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      神谷万里子, 川口真帆, 小野亜佳莉, 鶴丸雅子, 水上修作, 向井英史, 川上 茂
    • 学会等名
      日本薬剤学会第2回超分子薬剤学FGシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 核酸・mRNA医薬品ナノ粒子製剤の動態評価手法2021

    • 著者名/発表者名
      向井英史, 川上 茂
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第36年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 長崎大学 生命医科学域 医薬品情報学分野

    • URL

      https://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/arp/index-j.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/skawakam

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 脂質性化合物、リポソーム、エクソソーム、脂質ナノ粒子及びドラッグデリバリーシステム2022

    • 発明者名
      川上 茂, 向井英史, 杉本友里, 海野水綺, 神谷万里子
    • 権利者名
      長崎大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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