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2020 年度 実績報告書

肝細胞特異的RNA送達システムを用いた生体内ゲノム編集

研究課題

研究課題/領域番号 19F19116
研究機関公益財団法人川崎市産業振興財団(ナノ医療イノベーションセンター)

研究代表者

片岡 一則  公益財団法人川崎市産業振興財団(ナノ医療イノベーションセンター), ナノ医療イノベーションセンター, センター長 (00130245)

研究分担者 ABBASI SAED  公益財団法人川崎市産業振興財団(ナノ医療イノベーションセンター), ナノ医療イノベーションセンター, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
キーワードRNA医薬 / ゲノム編集 / 高分子ミセル / CRISPR/Cas9
研究実績の概要

本研究では、Cas9 mRNAとガイドRNAを用いたCRISPR/Cas9生体内導入による肝臓でのゲノム編集を目指し、RNA送達のための高分子ミセル開発に取り組んだ。その際、(1)生体内でのRNA酵素分解の抑制、(2)鎖長の大きく異なるCas9 mRNAとガイドRNAの共送達法の確立、(3)肝細胞指向性の付与が課題となった。前年度、(1)を達成し、(2)についてin vitroで基礎的な知見を得ていたため、本年度は(2)のin vivo試験と(3)に取り組んだ。
(2)について、Cas9 mRNAとガイドRNAを共搭載したミセルを開発したところ、それぞれを単独で搭載したミセルを混合して投与した場合と比べ、優れた生体内ゲノム編集活性を示めした。物理化学的メカニズム解析の結果、共搭載により短鎖RNAがより安定にミセル内に保持されることが明らかとなった。(3)について、肝細胞表面のアシアロ糖タンパク質受容体のリガンドであるトリアンテナNアセチルガラクトサミンをミセル表面に搭載することで、静脈内投与後のミセルの肝集積性が10倍以上向上した。in vivo共焦点顕微鏡を用いた生きたマウスの肝臓のリアルタイム観察により、ミセルの類洞内皮細胞トランスサイトーシスによる能動的な肝実質への移行が示唆された。さらに、このリガンドを表面に修飾し、Cas9 mRNAとガイドRNAを共搭載したミセルをマウスに投与したところ、肝実質細胞において、効率的なゲノム編集が観察された。このように当初の計画内容を実現した。
また、当初の計画を超えて、脳へのゲノム編集にも取り組んだ。Cas9 mRNAとガイドRNAを共搭載したミセルを用いることで、神経細胞、アストロサイト、ミクログリアにゲノム編集活性を得ることができた。RNAを用いて脳実質でのゲノム編集を実現した世界で初めての報告である。

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

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Co-encapsulation of Cas9 mRNA and guide RNA in polyplex micelles enables genome editing in mouse brain2021

    • 著者名/発表者名
      Abbasi Saed、Uchida Satoshi、Toh Kazuko、Tockary Theofilus A.、Dirisala Anjaneyulu、Hayashi Kotaro、Fukushima Shigeto、Kataoka Kazunori
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 332 ページ: 260~268

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2021.02.026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient stealth coating of liver sinusoidal wall by anchoring two-armed PEG for retargeting nanomedicines2020

    • 著者名/発表者名
      Dirisala Anjaneyulu、Uchida Satoshi、Toh Kazuko、Li Junjie、Osawa Shigehito、Tockary Theofilus A.、Liu Xueying、Abbasi Saed、Hayashi Kotaro、Mochida Yuki、Fukushima Shigeto、Kinoh Hiroaki、Osada Kensuke、Kataoka Kazunori
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 ページ: eabb8133

    • DOI

      10.1126/sciadv.abb8133

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [産業財産権] ゲノム編集用ミセル2020

    • 発明者名
      片岡 一則,内田 智士,アッバシ サエド
    • 権利者名
      川崎市産業振興財団
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-113434

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公開日: 2021-12-27  

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