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2020 年度 実績報告書

ゲノム編集ツールを含有する超音波応答性ナノバブルの開発と疾患治療システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H03552
研究機関東京薬科大学

研究代表者

根岸 洋一  東京薬科大学, 薬学部, 教授 (50286978)

研究分担者 吉川 大和  東京薬科大学, 薬学部, 准教授 (20274227)
丸山 一雄  帝京大学, 薬学部, 特任教授 (30130040)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード超音波応答性ナノバブル / ゲノム編集 / 筋ジストロフィー
研究実績の概要

R2年度では、mdxマウスにおけるジストロフィン遺伝子変異をゲノム編集させるCas9 mRNA/sgRNAと、ナノバブルによるmdx筋組織への超音波併用導入の効率化を図るために、全身投与を可能とするRNA搭載型ナノバブルの調製を試みた。RNA分子の搭載を容易にするためにカチオン性ポリマーを表面コートした超音波応答性ナノバブルを調製した。はじめにRNAの搭載効率を確認するために蛍光ラベル化RNAをカチオン性ポリマーコートナノバブルへと添加し、RNAの搭載効率をFlow cytometryによって確認したところ、容量依存的なナノバブルへのRNA搭載が可能であることが示された。同条件でCas9 mRNA/sgRNA搭載ナノバブルを調製し、これを投与したのちに直ちに体外からの超音波照射(1MHz、2w、50%duty)を行い、搭載Cas9 mRNA/sgRNAの筋組織移行性を試みた。投与2週間後の筋組織を回収し、組織切片を作製したのちにジストロフィンタンパク質の発現回復を抗ジストロフィン抗体を用いた免疫組織学的解析を行った。結果として、十分な発現を認めることができなかった。発現回復が十分確認できなかった理由として、超音波照射後の搭載Cas9 mRNA/sgRNAが十分に放出されなかった可能性があると考えられた。また、ナノバブルと超音波照射の併用により、経静脈内投与された脂質ナノ粒子が血管外に移行するかについて調べた。DiR標識脂質ナノ粒子とナノバブルをmdxマウスに経静脈内投与し、直ちに体外からの超音波照射を行った。その後の照射部位における脂質ナノ粒子の血管漏出性を光音響イメージング装置にて評価した。その結果、血管外筋組織への脂質ナノ粒子の高い集積性が認められ、ナノバブルと超音波照射の併用により、治療用核酸・遺伝子内封可能な脂質ナノ粒子の筋組織移行性が亢進することが示された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 超音波応答性ナノバブルのゲノム編集治療への応用の可能性2021

    • 著者名/発表者名
      根岸洋一、韮沢慧、佐久間哲史、山本卓、髙橋葉子
    • 雑誌名

      最新のゲノム編集技術と用途展開

      巻: 1 ページ: 227-232

  • [雑誌論文] Microbubbles and Nanobubbles with Ultrasound for Systemic Gene Delivery2020

    • 著者名/発表者名
      Yoko Endo-Takahashi, Yoichi Negishi
    • 雑誌名

      Pharmaceutics

      巻: 12 ページ: 964

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics12100964

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 超音波応答性ナノバブルを用いた核酸・遺伝子デリバリーシステムとゲノム編集への応用の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      根岸洋一、佐久間哲史、山本卓、髙橋葉子
    • 雑誌名

      Precision Medicine

      巻: 3 ページ: 78-82

  • [学会発表] Delivery Of The CRISPR-Cas9 Gene-editing System Into Skeletal Muscle Of Duchenne Muscular Dystrophy Model Mice Using Ultrasound-responsive Nanobubbles2020

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Negishi, Kei NIrasawa, Eri Sasaki, Nobuhito Hamano, Tetsushi Sakuma, Ryo Suzuki, Kazuo Maruyama, Takashi Yamamoto, Yoko Endo-Takahashi
    • 学会等名
      2020 Controlled Release Society Virtual Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 難治性筋疾患治療に向けた核酸・遺伝子デリバリーシステムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      根岸洋一
    • 学会等名
      核酸医薬シンポジウム2020
    • 招待講演
  • [学会発表] 希少疾患を対象とした個別化(プレシジョン)核酸・遺伝子医療の現状と課題2020

    • 著者名/発表者名
      根岸洋一
    • 学会等名
      日本薬剤学会第35年会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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