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2016 年度 実施状況報告書

製剤の分散状態に着目した細胞間差の少ない遺伝子送達法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K18863
研究機関長崎大学

研究代表者

麓 伸太郎  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (70380988)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード遺伝子・核酸工学材料 / 遺伝子導入機構 / エンドサイトーシス / 細胞間差 / リポソーム
研究実績の概要

細胞間差の少ない非ウイルスベクターを開発するためにこれまで機構解析を行い、解析結果より、トランスフェクション中の粒子径増大を抑え、発生する酸化ストレスを制御する必要性が示されている。粒子径増大を防ぐためには、ポリエチレングリコール(PEG)修飾が有効であるが、PEG修飾により細胞取り込みやエンドソーム脱出までも阻害されてしまう、いわゆるPEGのジレンマが存在する。
そこで本研究では、リポプレックスのPEG修飾に脱離可能なPEG脂質を用いたうえで、新たなPEG修飾タイミングとして、複合体形成時にPEG修飾が施されるSyn-insertion法を考案した。Syn-insertion法によれば、リポプレックスの粒子径を小さくでき、さらに肺を回避しつつ肝臓における遺伝子発現の低下を抑えることが可能であった。このSyn-insertion法を発展させ、脂質・炭酸カルシウム・プラスミド粒子(LCC)を作製することに成功した。エチジウムブロマイドインターカレーションアッセイにより、プラスミドが効率的に粒子内へ内封されていること、HepG2細胞における遺伝子発現効率が高まることが確認できた。
酸化ストレスの制御に関しては、種々の活性酸素消去剤について検討し、なかでもエダラボンによりHepG2細胞における遺伝子発現効率が高まることが示された。そこでエダラボン封入リポソームを作製したところ、より低濃度で高い遺伝子発現増強効果が得られた。これは、リポフェクション時において発生する活性酸素を選択的に除去することができた結果だと考えている。

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

Syn-insertion法については、原著論文として公表できた。また、酸化ストレスの制御についても、学会発表を行った。このように、着実に成果を出して、それを学会発表または論文公表しており、おおむね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

遺伝子発現を増強することができたので、フローサイトメーターを用い、遺伝子発現の細胞間差を評価していく。その際に、細胞取り込みおよび酸化ストレスも同時に測定し、遺伝子発現の細胞間差との関連性を解析していく。また、実験動物(マウス)レベルでも遺伝子導入を行い、組織透明化により細胞間差を解析していきたい。

次年度使用額が生じた理由

概ね計画通りに進行し、酸化ストレス制御の実験については、実験動物を使用するところまで進んだが、脂質・炭酸カルシウム・プラスミドナノ粒子については、改善の余地が判明し、動物実験に進まなかったため、繰越金が発生した。

次年度使用額の使用計画

脂質・炭酸カルシウム・プラスミドナノ粒子についても、試験管レベルで改善できており、今年度には動物実験を行う計画である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] One-step formation of lipid-polyacrylic acid-calcium carbonate nanoparticles for co-delivery of doxorubicin and curcumin.2017

    • 著者名/発表者名
      Peng J, Fumoto S, Miyamoto H, Chen Y, Kuroda N, Nishida K
    • 雑誌名

      Journal of Drug Targeting

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      doi: 10.1080/1061186X.2017.1315687

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Insertion Timing of PEGylated Lipids to Galactosylated Lipoplexes is Important for Liver-Selective Transfection in Mice2016

    • 著者名/発表者名
      Fumoto S, Taniguchi N, Ikai Y, Yoshikawa N, Miyamoto H, Sasaki H, Hashida M, Kawakami S, Nishida K
    • 雑誌名

      Gene and Cell Therapy

      巻: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      DOI: 10.11648/j.gct.20160101.11

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The development of edaravone-loaded liposomes to enhance transfection efficiency of lipoplex in HepG2 cells2017

    • 著者名/発表者名
      Shu Wang, Shintaro Fumoto, Hirotaka Miyamoto, Koyo Nishida
    • 学会等名
      International Symposium on Drug Delivery and Pharmaceutical Sciences: Beyond the History
    • 発表場所
      京都リサーチパーク(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-09 – 2017-03-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of lipidic polyacrylic acid-stabilized calcium carbonate ternary nanoparticle encapsulating drug combination via one-step preparation2017

    • 著者名/発表者名
      Jian Qing Peng, Shintaro Fumoto, Yi Chen, Hirotaka Miyamoto, Koyo Nishida
    • 学会等名
      International Symposium on Drug Delivery and Pharmaceutical Sciences: Beyond the History
    • 発表場所
      京都リサーチパーク(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-09 – 2017-03-10
    • 国際学会
  • [学会発表] The development of non-viral transfection method based on regulation of oxidative stress2016

    • 著者名/発表者名
      Wang Shu, Shintaro Fumoto, Hirotaka Miyamoto, Koyo Nishida
    • 学会等名
      第33回日本薬学会九州支部大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2016-12-03 – 2016-12-04
  • [学会発表] One-step preparation of liposomal polyacrylic acid-stabilized calcium carbonate ternary nanoparticle for combination chemotherapy2016

    • 著者名/発表者名
      ポン ジェンチン、麓 伸太郎、宮元 敬天、西田 孝洋
    • 学会等名
      日本薬剤学会第31年会
    • 発表場所
      長良川国際会議場(岐阜県岐阜市)
    • 年月日
      2016-05-19 – 2016-05-21
  • [学会発表] 非ウイルスベクターの細胞間差に関する解析:製剤側要因と細胞側要因2016

    • 著者名/発表者名
      麓 伸太郎、Shu Wang、広瀬 沙織、平野 史、宮元 敬天、西田 孝洋
    • 学会等名
      日本薬剤学会第31年会
    • 発表場所
      長良川国際会議場(岐阜県岐阜市)
    • 年月日
      2016-05-19 – 2016-05-21
  • [備考] 薬剤学研究室

    • URL

      http://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/dds/index-j.html

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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