• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

抗原提示細胞を標的としたmRNA/LNP製剤の開発と個別化がん免疫療法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23K24016
補助金の研究課題番号 22H02753 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関静岡県立大学

研究代表者

浅井 知浩  静岡県立大学, 薬学部, 教授 (00381731)

研究分担者 池田 潔  静岡県立大学, 薬学部, 客員教授 (40168125)
米澤 正  静岡県立大学, 薬学部, 講師 (50469988)
小出 裕之  静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (60729177)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード脂質ナノ粒子 / mRNA / 抗原提示細胞 / ワクチン / drug delivery system
研究開始時の研究の概要

脂質ナノ粒子(LNP)技術を用いたmRNAワクチンの承認を契機に、感染症のみならず様々な非感染性疾患に対するmRNAワクチン/治療薬の開発が進展すると期待されている。LNP技術は、mRNAワクチンの安定性、体内動態、導入効率、および効果を決定付ける重要な製剤技術である。本研究では、mRNAの導入法の確立が待たれている抗原提示細胞を標的とした新規LNP技術を開発し、個別化がん免疫療法への応用可能性を探求する。抗原提示細胞の物質輸送システムに着目した独創的なmRNAデリバリーシステムを構築し、独自のLNP技術を用いた画期的ながんワクチンの開発を目指した研究を展開する。

研究実績の概要

本研究では、これまでに我々が開発したLNP技術を基盤にし、CD169陽性の抗原提示細胞を標的としたmRNAデリバリーシステムに関する研究を行っている。本年度はCD169に結合性を示すα2,3-シアル酸を表面に提示したmRNA/LNP製剤の調製とがんワクチンの開発に関する検討を実施した。LNP は、pH応答性脂質、リン脂質、マレイミド脂質、コレステロールからなる混合脂質を溶解したエタノール溶液とmRNAを含む酸性水溶液をマイクロ流路内で急速混合した後、エタノールを除去して調製した。このLNP溶液にα2,3-シアル酸誘導体を添加し、マイケル付加反応によってα2,3-シアル酸修飾LNPを調製した。HPLC分析の結果、α2,3-シアル酸誘導体が高効率にLNPに結合したことが示された。CD169陽性抗原提示細胞を用いた実験において、LNP表面上のα2,3-シアル酸構造が細胞に認識されるためには、誘導体のα2,3-シアル酸以外の構造も重要であることが示唆されたため、構造の最適化を行った。一方で、がんに対するmRNA/LNPワクチンの開発についての検討を進めた。モデル抗原卵白アルブミン(OVA)をコードするmRNAを封入したLNPを調製し、免疫応答に関する動物試験を実施した。mRNA/LNP製剤をC57BL/6マウスに投与後、抗OVA抗体の誘導を明らかにした。またマウス胸腺腫細胞EL4由来のOVA抗原強制発現株EG7を用い、LNPのがんワクチン開発における有用性について検討した。OVA mRNAを封入したLNPを投与したマウスにEG7細胞を皮下移植したところ、顕著ながん予防効果を示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

新規に設計・合成したα2,3-シアル酸誘導体および市販のガングリオシドGM3を修飾した標的化mRNA/LNP製剤の調製方法について検討し、各リガンド修飾LNP(GM3修飾LNP、α2,3-シアル酸修飾LNP)の調製が可能になった。またIFN-αによる刺激でマウス骨髄由来マクロファージのCD169発現が亢進することを示し、CD169標的化LNPのインビトロにおける評価系を構築した。蛍光色素Cy5で標識したmRNAを用い、α2,3-シアル酸修飾LNP とGM3修飾LNPのCD169標的化能を比較したところ、α2,3-シアル酸誘導体の構造最適化の必要性が示唆された。そこでα2,3-シアル酸誘導体の再設計と合成を行い、誘導体の構造を最適化した。一方で、mRNA/LNPワクチンの有効性を明らかにするため、がん予防効果に関する検討を実施した。OVAをコードするmRNAを封入したLNPをC57BL/6マウスに筋肉内投与し、抗OVA抗体の誘導を明らかにした。OVA mRNAを封入したLNPを投与したマウスに対し、マウス胸腺腫細胞EL4由来OVA抗原強制発現株EG7を皮下移植したところ、顕著ながん予防効果が観察された。今後はα2,3-シアル酸誘導体の効果、細胞傷害性T 細胞の活性化、がんの治療効果について検討を進める。α2,3-シアル酸誘導体の構造最適化に時間を要し、当初計画から変更になった点もあるが、予定外の研究成果も含めて着実に成果が出ており、全体としてはおおむね順調に推移していると考えている。

今後の研究の推進方策

CD169陽性抗原提示細胞にmRNAを選択的に送達させることを目的とし、CD169に結合性を示すα2,3-シアル酸を修飾したLNPの開発を継続する。これまでの知見を基にして構造を最適化したα 2,3-シアル酸誘導体をLNP表面に修飾し、CD169陽性抗原提示細胞に対する標的化を行い、がんワクチンの開発と作用機序の解明を進める。これまでの検討でOVA mRNA/LNPの筋肉内投与による特異的抗体の誘導やがん予防効果が明らかになったため、リガンドであるα2,3-シアル酸修飾の有効性、mRNA/LNPの体内分布について詳細な検討を実施し、CD169陽性抗原提示細胞を標的化することの優位性を示す。一方で、がん予防効果に加えてがん治療効果について証明するため、EG7細胞を皮下移植して作成した担がんマウスにOVA mRNA/LNPを投与する。またがんに対する予防効果や治療効果の作用機序について明らかにするため、細胞傷害性T 細胞の活性化について検討を行う。本研究で開発するmRNA/LNP技術を用いたがんワクチンの有効性に関してProof of Conceptの取得を目指す。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Increasing the siRNA knockdown efficiency of lipid nanoparticles by morphological transformation with the use of dihydrosphingomyelin as a helper lipid2023

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Masahiro、Yonezawa Sei、Furan Song、Nitta Chiori、Maeda Noriyuki、Tomita Koji、Yokouchi Ayano、Koide Hiroyuki、Asai Tomohiro
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: - 号: 9 ページ: 3269-3277

    • DOI

      10.1039/d3bm00068k

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Treatment of PTEN-Null Breast Cancer by a Synthetic Lethal Approach Involving PARP1 Gene Silencing2023

    • 著者名/発表者名
      Asai Tomohiro、Yokota Masafumi、Isomura Hideki、Koide Hiroyuki、Sakurai Naoyuki、Okamoto Ayaka、Ando Hidenori、Dewa Takehisa、Oku Naoto
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      巻: - 号: 7 ページ: 1908-1914

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2023.02.017

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Easy preparation of a liposome-mediated protein delivery system by freeze-thawing a liposome-protein complex.2022

    • 著者名/発表者名
      Koide H, Ochiai H, Suzuki H, Hirata S, Watanabe M, Yonezawa S, Dewa T, Oku N, Asai T.
    • 雑誌名

      J Mater Chem B

      巻: 10 号: 35 ページ: 6768-6776

    • DOI

      10.1039/d2tb00271j

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liposomal Formulation for Oral Delivery of Cyclosporine A: Usefulness as a Semisolid-Dispersion System.2022

    • 著者名/発表者名
      Minami K, Kataoka M, Takagi T, Asai T, Oku N, Yamashita S.
    • 雑誌名

      Pharm Res.

      巻: 39 号: 8 ページ: 977-987

    • DOI

      10.1007/s11095-022-03310-1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新規pH応答性脂質の開発とマイクロ流路法を用いたLNP調製2022

    • 著者名/発表者名
      橋本正寛, 浅井知浩
    • 雑誌名

      Pharm Tech Japan

      巻: 38 ページ: 949-953

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] pH応答性ジペプチド脂質を含有するmRNA/LNP製剤の開発2023

    • 著者名/発表者名
      又吉克樹、髙橋沙也加、龍 聡平、米澤 正、尾崎奈穂子、倉田麻希子、浅井知浩
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第8回年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 血液中で標的分子を吸着する均一オリゴマー修飾リポソームの開発2023

    • 著者名/発表者名
      岡本卓巳、小出裕之、星野 友、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第38回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質の細胞内送達を目的とした多官能性リポソームの開発2023

    • 著者名/発表者名
      平田真也、小出裕之、渡邉 翠、江上寛通、濱島義隆、出羽毅久、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第38回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Development of mRNA-loaded LNPs with novel pH-responsive dipeptide-conjugated lipids2023

    • 著者名/発表者名
      Katsuki Matayoshi, Sayaka Takahashi, Sohei Ryu, Sei Yonezawa, Nahoko Ozaki, Makiko Kurata, Tomohiro Asai
    • 学会等名
      2023 Nanomedicine and Drug Delivery Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of multi-functionalized liposomes with high affinity for target proteins for intracellular protein delivery2023

    • 著者名/発表者名
      Shinya Hirata, Hiroyuki Koide, Midori Watanabe, Hiromichi Egami, Yoshitaka Hamashima, Takehisa Dewa, Naoto Oku, Tomohiro Asai
    • 学会等名
      2023 Nanomedicine and Drug Delivery Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 免疫細胞を標的とした核酸送達技術とがん免疫療法への応用2023

    • 著者名/発表者名
      新田千織、鈴木悠平、浅井知浩
    • 学会等名
      第44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
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 新規電荷反転型脂質を用いた PEG-free mRNA 内封 LNP の開発2023

    • 著者名/発表者名
      沙 沛瀚、髙下朋之、黒崎寿夫、浅井知浩
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質の細胞内送達を可能とする多官能性リポソームの開発2023

    • 著者名/発表者名
      渡邉 翠、小出裕之、平田真也、落合広樹、出羽毅久、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 電荷反転型LNP製剤の精密設計と核酸デリバリーへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      浅井知浩
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第37回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電荷反転型脂質ナノ粒子を用いた核酸送達技術の研究開発2022

    • 著者名/発表者名
      浅井知浩
    • 学会等名
      第43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
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質ナノ粒子のモルフォロジーが有効性に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      橋本正寛、米澤 正、宋 復燃、前田典之、冨田康治、横内綾乃、浅井知浩
    • 学会等名
      第38回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 電荷反転型脂質誘導体を用いたsiRNA内封型脂質ナノ粒子の設計2022

    • 著者名/発表者名
      河合明佑未、宋 復燃、横内綾乃、冨田康治、前田典之、浅井知浩
    • 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] ペプチドを基盤とする新規pH応答性脂質を用いたmRNA内封LNPの開発2022

    • 著者名/発表者名
      龍 聡平、髙橋沙也加、沙 沛瀚、宋 復燃、尾﨑奈穂子、田中陽平、浅井知浩
    • 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] 脂質ナノ粒子の血中滞留性を向上させる新規チャージリバーシブル脂質の開発2022

    • 著者名/発表者名
      朝山紗衣、横内綾乃、井上雄希、冨田康治、前田典之、奥 直人、浅井知浩
    • 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] 核酸デリバリー用途のセラミド骨格を有する新規チャージリバーシブル脂質の開発2022

    • 著者名/発表者名
      横内綾乃、朝山紗衣、井上雄希、冨田康治、前田典之、奥 直人、浅井知浩
    • 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] 電荷反転型脂質誘導体を用いたmRNA送達技術の開発2022

    • 著者名/発表者名
      沙 沛瀚、龍 聡平、高橋沙也加、宋 復燃、横内綾乃、冨田康治、前田典之、浅井知浩
    • 学会等名
      第27回創剤フォーラム若手研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ペプチドを基盤とする新規pH応答性脂質を用いたsiRNA内封LNPの開発2022

    • 著者名/発表者名
      新田千織、宋 復燃、尾﨑奈穂子、田中陽平、浅井知浩
    • 学会等名
      第27回創剤フォーラム若手研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 新規 pH 応答性ペプチド脂質を基盤とするmRNA/LNP製剤の設計2022

    • 著者名/発表者名
      又吉克樹、龍 聡平、高橋沙也加、米澤 正、尾崎奈穂子、田中陽平、浅井知浩
    • 学会等名
      第43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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ペプチドを基盤とする新規pH応答性脂質の設計とmRNA/LNP製剤の開発2022

    • 著者名/発表者名
      高橋沙也加、龍 聡平、沙 沛瀚、又吉克樹、宋 復燃、尾﨑奈穂子、田中陽平、浅井知浩
    • 学会等名
      第43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
      2022 実績報告書
  • [図書] 新規モダリティ医薬品のための新しいDDS技術と製剤化2023

    • 著者名/発表者名
      米澤正、浅井知浩
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861049361
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 静岡県立大学薬学部医薬生命化学分野ホームページ

    • URL

      https://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/radiobio/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [産業財産権] pH応答性リン脂質2024

    • 発明者名
      浅井知浩, 高下朋之, 深田尚文,前田典之,黒崎寿夫
    • 権利者名
      静岡県公立大学法人、日本精化株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi