シーケンシャルポリペプチドを用いた細胞内への遺伝子導入

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11780618
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 山岡 哲二 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 講師 (50243126)
• キーワード: 遺伝子キャリヤー / 非ウィルスベクター / ポリペプチド / 親水性側鎖 / 強塩基性カチオン基 / 高張液処理法 / 哺乳類培養細胞 / 遺伝子治療

研究概要

ポリペプチド、特にポリ-L-リジン(PL)を用いた遺伝子導入は古くから研究されているが、近年、PLによる遺伝子導入効率がきわめて低いことが問題視されている。そこで、キャリヤーとなるポリペブチドに要求される化学的性質について検討を行った結果、親水性側鎖官能基と塩基性度の高いカチオン性基が重要であることが明らかとなった。この知見に基づき、従来のPLの性能を高めることを目的として、PLに25モル%のセリン残基を導入したPLS、および、側鎖1級アミノ基を3級アミノ化したPtmLを合成した。さらに、両性質を兼ね備えるPtmLSも合成しその遺伝子導入効率について検討した。その結果、PL、PLS、PtmLでは有意な発現効率が認められなかったのに対して、PtmLSではでは、従来から発現効率が高いと指摘されているポ リアルギニンを凌ぐ結果が得られた。また、トリメチル化が細胞内局在に大きく影響を与えることや、親水性側鎖の導入がキャリヤー/DNA複合体のコンパクションを抑制することによって転写・翻訳を促進しているなどのメカニズムも明らかとなってきた。
これらの結果は、今後、遺伝子治療用非ウィルスベクターの分子設計の根幹をなす重要な知見であり、従来から進められてきたような既存のポリマーの転用ではなく新たなキャリヤー分子の創成が可能になるものと思われる。

研究成果

• [文献書誌] A.Panitch: "Design and Biosynthesis of elastin-like artificial extracellular matrix proteins containing periodically spaced fibronectin CS5 domains"Macromolecules. 32. 1701-1703 (1999)
• [文献書誌] T.Yamaoka: "Synthesis and Properties of Malic Acid-Containing Functional Polymers"Int. J. Biol. Macromol.. 25(1-3). 265-271 (1999)
• [文献書誌] T.Yamaoka: "Synthesis and properties of multiblock copolymers consisting of poly(L-lactic acid ) and poly (oxypropylene-co-oxyethylene) prepared by direct polycondensation"J. Polym. Sci Part A: Polym. Chem. 37. 1513-1521 (1999)
• [文献書誌] K.Yamana: "Hybridization switch for fluorescence of 2'-pyrene modified ribonucleoside incorporated into oligonucleotides"Nucl. Acids Res.. 27(11). 2387-2392 (1999)
• [文献書誌] T.Yamaoka: "Enhanced expression of foreign gene transferred to Mammalian cells in vitro using chemically modified poly (L-lysine)s as gene carriers"Chem. Lett. 118-119 (2000)
• [文献書誌] T.Yamaoka: "Linear type azo-containing polyurethane as drug-coating material for colon-specific delivery: Its properties, degradation behavior and drug formulation"J. Controlled Release. (in press). (2000)