送達と発現の総合的制御に基くin vivo遺伝子デリバリー最適化戦略

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15209006
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 橋田 充 京都大学, 薬学研究科, 教授 (20135594)
• 研究分担者: 川上 茂 京都大学, 薬学研究科, 助手 (20322307) ; 西川 元也 京都大学, 薬学研究科, 助教授 (40273437) ; 山下 富義 京都大学, 薬学研究科, 助教授 (30243041)
• キーワード: 遺伝子治療 / 遺伝子デリバリー / ターゲティング / 非ウイルスベクター / キメラタンパク質 / NF-κB / 化学修飾 / 核移行シグナル

研究概要

難治性疾患の治療を目指して、国内外を問わず遺伝子治療に関する膨大な研究が遂行されてきたが、未だ有効な遺伝子治療法の確立にはほど遠いのが現状である。その原因として、ベクターの安全性やin vivoでの低い遺伝子導入効率、継続的な遺伝子発現の困難さなどが挙げられる。本研究では、プラスミドDNA単独あるいは申請者のグループがこれまで開発してきた各種細胞選択的非ウイルスベクター複合体を対象として、多様な手法によるin vivo遺伝子導入の可能性の検討を行った。まず、生体機能の中で遺伝子デリバリーの障壁となっている血管壁透過を改善することを目的に、血管拡張作用を有する一酸化窒素(NO)とポリエチレングリコール修飾タンパクとの高分子結合体(PEG-poly-SNO-BSA)を新規に合成し、NOデリバリーによる血管壁透過の改善の可能性を評価した。その結果、PEG-poly-SNO-BSA投与後、NOの血中滞留性増大が認められ、また同時に持続的な血管拡張効果が示され、標的細胞へ遺伝子医薬品の移行性を増大させる為の新たな技術基盤が整備された。次に、プラスミドDNAの細胞内輸送の改善を目的として、リポプレックス投与時に放出される炎症性サイトカインにより、活性化され核へ移行する転写因子NF-κBと結合し、核内へ能動的に輸送されるNF-κB認識配列導入型プラスミドDNA(κB pDNA)を新規構築した。リポプレックスを用いてin vivo遺伝子導入実験を行ったところ、κB pDNAを用いることで、遺伝子発現が大きく増強され、また、遺伝子発現効率の改善のメカニズムとしてNF-κBとの結合が関与している可能性も明らかとした。以上、遺伝子医薬品の体内動態および細胞内動態の新たな制御法が確立された。今後は、これら開発した種々の方法論の統合により、安全かつ高効率な細胞選択的遺伝子導入の構築を目指す。

研究成果

• [文献書誌] K.Morimoto et al.: "Molecular weight-dependent gene transfection activity of unmodified and galactosylated polyethyleneimine on hepatoma cells and mouse liver"Molecular Therapy. 7(2). 254-261 (2003)
• [文献書誌] F.Sakurai et al.: "Therapeutic effect of intravenous delivery of lipoplexes containing the interferon-beta gene and poly I : poly C in a murine lung metastasis model"Cancer Gene Therapy. 10(9). 661-668 (2003)
• [文献書誌] M.Nishikawa et al.: "Residualizing indium-111-radiolabel for plasmid DNA and its application to tissue distribution study"Bioconjugate Chemistry. 14(5). 955-961 (2003)
• [文献書誌] S.Fumoto et al.: "Analysis of hepatic disposition of galactosylated cationic liposome/plasmid DNA complexes in perfused rat liver"Pharmaceutical Research. 20(9). 1452-1459 (2003)
• [文献書誌] M.NiShikawa et al.: "Glycosylated cationic liposomes for carbohydrate receptor-mediated gene transfer"Methods in Enzymology. 373. 384-399 (2003)
• [文献書誌] S.Fumoto et al.: "Analysis of hepatic disposition of unmodified and galactosylated polyethylenimine complexed with plasmid DNA in the rat perfused liver"Drug Metabolism and Pharmacokinetics. 18(4). 230-237 (2003)