臨床応用を目的とした局所用遺伝子製剤の理論的開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15590133
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 佐々木 均 長崎大学, 医学部・歯学部附属病院, 教授 (00170689)
• 研究分担者: 中嶋 幹郎 長崎大学, 医学部・歯学部附属病院, 助教授 (00260737) ; 新留 琢郎 長崎大学, 工学部, 助手 (26204210) ; 中村 純三 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (30115901) ; 西田 孝洋 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教授 (20237704)
• キーワード: 局所 / 遺伝子治療 / 薬物送達 / 眼 / 動態 / 速度論 / リポソーム / ベクター

研究概要

眼に対する遺伝子治療は、難治性眼疾患の新しい治療法として期待されている。しかし、臨床において実用的であると考えられるカチオン性リポソームやカチオン性高分子などの非ウイルスベクターによる遺伝子導入法は、眼組織への遺伝子導入効率の改善に関する系統的な情報に乏しいのが現状である。そこで、カチオン性脂質のDOTMA、pH感受性の中性脂質のDOPE、コレステロール(Chol)を成分とするカチオン性リポソームを作成し、脂質組成の遺伝子発現に及ぼす影響を検討した。モデルpDNAとして、CMVプロモーターを有し、ホタルルシフェラーゼ(Luc)をコードしたpCMV-Lucを用いた。
まず、家兎を用いて硝子体内投与後の眼組織における遺伝子発現を調べた。Naked pDNAに比べ、pDNA・DOTMA/DOPEリポソーム複合体は1.1-7.0倍高い遺伝子発現を示し、pDNA・DOTMA/Cholリポソーム複合体は、僅かに低い遺伝子発現を示した。pDNAの投与量を増加した結果、naked pDNAは投与量が増加しても遺伝子発現の増大は認められなかった。pDNA・DOTMA/DOPEリポソーム複合体は、50μg/100mL以上の濃度では凝集が起こり複合体の調製が出来なかった。一方、pDNA・DOTMA/Cholリポソーム複合体では、pDNA投与量の増加に伴い遺伝子発現が増大し、naked pDNA投与時と比較して、約2-280倍もの高い発現を示した。また、電荷の制御によりさらに遺伝子発現を改善できることが示された。
一方、細胞培養系を用い、pDNA・カチオン性高分子複合体の発現に及ぼす各種生体成分の影響を調べた結果、各種成分により、発現効率が減少したり、上昇することが示された。
これらの情報から遺伝子発現の効率改善に関わる因子を整理した。

研究成果

• [文献書誌] Shigeru Kawakami, Junzo Nakamura, Hitoshi Sasaki et al.: "In vivo gene transfection via intravitreal injection of cationic liposome/plasmid DNA complexes in rabbits"International Journal of Pharmaceutics. 発表予定. (2004)
• [文献書誌] Mugen Teshima, Mikiro Nakashima, Hitoshi Sasaki et al.: "Prednisolone retention in integrated liposomes by chemical approach and pharmaceutical approach"Journal of Controlled Release. 発表予定. (2004)
• [文献書誌] Koji Sakanaka, Junzo Nakamura, Hitoshi Sasaki et al.: "Ocular pharmacokinetic/pharmacodynamic (PK/PD) modeling for bunazosin after instillation into rabbits"Pharmaceutical Research. 発表予定. (2004)
• [文献書誌] Takahiro Mukai, Hitoshi Sasaki, Junzo Nakamura et al.: "Pharmacokinetics of phenol red in rat models of liver damage prepared by liver targeting of carbon tetrachloride"Biological & Pharmaceutical Bulletin. 発表予定. (2004)
• [文献書誌] Hitoshi Sasaki, Koyo Nishida, Mikiro Nakashima et al.: "One-side-coated insert as a unique ophthalmic drug delivery system"Journal of Controlled Release. 92. 241-247 (2003)
• [文献書誌] Junzo Nakamura, Mikiro Nakashima, Hitoshi Sasaki et al.: "Further studies on the kidney- and site-selective delivery of 5-fluorouracil following kidney surface application in rats"Biological & Pharmaceutical bulletin. 26. 1761-1764 (2003)