分子シンクロ機能を有するナノ会合体による遺伝子デリバリー

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11167225
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 丸山 厚 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (40190566)
• キーワード: ペプチド核酸 / バイオコンジュゲート / オリゴヌクレオチド / アシアロ糖タンパク質 / 核内移行 / 肝実質細胞

研究概要

ペプチド核酸(PNA)は、ヌクレアーセやプロテアーセ耐性を持ち強固なハイブリッド形成をする人工核酸として、その遺伝子医薬への応用が期待されている。一方で、PNAは細胞膜透過性が低く、医薬としての展開にはPNAを効率よく送達し、かつ標的細胞内の適所でPNAを放出しうるデリバリーシステムが必要不可欠となる。肝実質細胞特異的なPNA送達を目的に、リガンドタンパク質-DNAコンジュゲート体の設計を行った。コンジュゲート体は肝細胞のアシアロ糖タンパクレセプター(ASGP-R)のリガンドとなるアシアロフェツィン(AF)およびPNAの結合サイトとしての10merのODNから構成されている。合成したAF/DNAコンジュゲート体はPNAと配列特異的にかつ安定に結合することが示され、また血清中でも高い安定性を示した。肝実質細胞に対するコンジュゲート体の取り込み挙動を検討した結果、過剰なフリーリガンドによる阻害実験から、コンジュゲート体はASGP-R依存的な内在化によって肝実質細胞に取り込まれることが示唆された。興味深いことに、PNAはインキュベート4時間程度から細胞核に集積した。核への集積もフリーリガンドにより阻害されることから、ASGP-R依存的に取り込まれたPNAが、何らかの経路で核にまで到達したと考えられる。核への集積機構については不明であるが、AF/DNAコンジュゲートが肝細胞特異性と細胞質・核内移行性を兼備するPNAキャリアとして有望と考えられた。

研究成果

• [文献書誌] S.Asayama, T.Akaike, A.Maruyama: "Bi-phaseic polycation for the DNA carrier responding to endosomal pH."Colloids Surf.B.. 22. 183-191 (2001)
• [文献書誌] M.Nogawa, T.Ishihara, T.Akaike, A.Maruyama: "Polyethylenimine/arabinogalactan conjugate as a hepatocyte specific gene carrier"STP Pharma Sci.. 11. 97-102 (2001)
• [文献書誌] W.J.Kim, T.Ishihara, T.Akaike, A.Maruyama: "Comb-type cationic copolymer expediates DNA strand exchange while stabilizing DNA duplex"Chem.Eur.J.. 7. 176-180 (2001)
• [文献書誌] K.Obara, T.Ishihara, T.Akaike, A.Maruyama: "Protein/oligonucleotide conjugates as a cell specific PNA carrier"Nucleic Acids Res.Suppl.. No.1. 217-218 (2001)
• [文献書誌] Atsushi Maruyama, Manami Ueda, Won Jong Kim, Toshihiro Akaike: "Design of Polymer Materials Enhancing Nucleotide Hybridization for Anti-gene Technology"Advance in Drug Delivery Systems. 52. 227-233 (2001)
• [文献書誌] 丸山厚: "核酸ハイブリッドの機能制御、高分子科学最近の進歩"高分子. 50. 669-674 (2001)
• [文献書誌] 朝山章一郎, 赤池敏宏, 丸山厚: "エンドソーム内pHに応答するDNAキャリヤーとしての異種塩基性セグメントを持つポリカチオングラフト共重合体"高分子加工. 50. 106-111 (2001)