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2020 年度 実施状況報告書

細胞共生能を有する人工ミトコンドリアの創製

研究課題

研究課題/領域番号 20K21872
研究機関北海道大学

研究代表者

山田 勇磨  北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (60451431)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
キーワード薬物送達システム / ミトコンドリア / 共生 / 移植 / オルガネラ製剤
研究実績の概要

ミトコンドリアを疾患細胞に移植するミトコンドリア移植療法は非常に有用であるが、治療効果を得るのに最適な共生 (細胞導入・ミトコンドリアコミュニケーション)が実現できていない事に問題があった。本申請研究では、治療用ミトコンドリアとして共生能を付加した人工ミトコンドリアを創製する事を研究の目標に据える。2020年度は、「人工ミトコンドリアの製剤化および細胞内動態の最適化」について、『ミトコンドリア材料のパッケージング』および『細胞内動態観察』を中心に下記に記載した計画で研究を進めた。

1. ミトコンドリア材料のパッケージング: 単離したミトコンドリア材料を細胞導入能およびミトコンドリア移行能を有する脂質膜でパッケージングしたナノカプセルを構築する事に成功した。

2. 細胞内動態観察: 疾患細胞に、蛍光標識を施したミトコンドリア含有ナノカプセルを添加し、細胞内動態観察 (蛍光顕微鏡)を行い、疾患細胞ミトコンドリアにミトコンドリア材料が送達されることを確認した。

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

『ミトコンドリア材料のパッケージング』に成功し、『細胞内動態観察』も行った。ここまでに示した内容は2020年度に計画した全ての研究内容が網羅されており、研究の目的を達成する多くの成果を得ることができた。
以上より、現在までの達成度は『おおむね順調に進展している』と判断した。

今後の研究の推進方策

2021年度は、『ミトコンドリア病モデルを用いた治療効果の検証』に関する研究を中心に下記に記載した計画で研究を進める予定である。

1. モデル細胞を用いた検証 (in vitro): 細胞にミトコンドリア含有ナノカプセルを添加し、細胞機能、ミトコンドリア機能を評価し、最適なプロトコルを作成する。

2. モデル動物を用いた検証 (in vivo): 全身管理下で、モデルマウスの心臓にナノカプセルを移植し、心機能、細胞機能、ミトコンドリア機能を評価し、治療効果を検証する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 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、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Challenges in promoting mitochondrial transplantation therapy.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Y, Ito M, Arai M, Hibino M, Tsujioka T, Harashima H
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 ページ: 6365

    • DOI

      10.3390/ijms21176365.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Power of mitochondrial drug delivery systems to produce innovative nanomedicines2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Y, Satrialdi, Hibino M, Sasaki D, Jiro A, Harashima H
    • 雑誌名

      Adv. Drug. Deliv. Rev.

      巻: 154-155 ページ: 187-209

    • DOI

      10.1016/j.addr.2020.09.010.

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 希少疾患の未来について考える 患者とともに挑むイノベーション2021

    • 著者名/発表者名
      山田 勇磨
    • 学会等名
      iPark Frontier Talk
    • 招待講演
  • [学会発表] Mito-porter, Investigation of Drug Delivery System Targeting Mitochondria.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Y, Harashima H.
    • 学会等名
      The 84th annual scinetific meeting of the japanse circulation society
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ミトコンドリア標的型ナノ医薬品の創製を目指して2020

    • 著者名/発表者名
      山田 勇磨
    • 学会等名
      第35回日本小児神経学会北海道地方会
    • 招待講演
  • [学会発表] The challenge of developing mitochondrial nano medicine based on MITO-Porter Technology2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Y, Harashima H.
    • 学会等名
      JSPCC-AHA 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 北海道大学 大学院薬学研究院 薬剤分子設計学研究室HP

    • URL

      https://www.pharm.hokudai.ac.jp/yakusetu/

  • [備考] 北海道大学 大学院薬学研究院 HP

    • URL

      https://www.pharm.hokudai.ac.jp/

  • [産業財産権] 単離ミトコンドリアを内包した脂質膜ベースの小胞2020

    • 発明者名
      菅沼正司, 山田勇磨,原島秀吉, 他
    • 権利者名
      菅沼正司, 山田勇磨,原島秀吉, 他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2020/049314
    • 外国
  • [産業財産権] 単離ミトコンドリアの再構成用の凍結乾燥製剤2020

    • 発明者名
      山田勇磨, 佐々木大輔, 原島秀吉
    • 権利者名
      山田勇磨, 佐々木大輔, 原島秀吉
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-122400

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公開日: 2022-12-28  

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