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2022 年度 実績報告書

mRNA送達を基盤とした革新的T細胞誘導型ワクチン医薬の創成

研究課題

研究課題/領域番号 21H03818
研究機関長崎大学

研究代表者

川上 茂  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (20322307)

研究分担者 水上 修作  長崎大学, 熱帯医学研究所, 准教授 (00508971)
向井 英史  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (60570885)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードドラッグデリバリーシステム / 標的指向化 / 多色深部イメージング / ワクチン / mRNA
研究実績の概要

マウス筋肉内投与後、筋肉組織で高い発現を維持し、通常のmessenger RNA(mRNA)/lipid Nanoparticle (LNP)投与では高い発現を示す肝臓においては発現を低下することができる、局所特異的発現型の新規mRNA/LNPの開発についてLNPの脂質組成におけるコレステロール含量の最適化の解析により成功した。また、安定したmRNA/LNP実験を遂行するための保存条件がmRNA/LNPの物理化学的性質および発現能に及ぼす影響を明らかにした。さらに、モノクローナル抗体の特定領域と結合することができるペプチドXを用いた新規ペプチドX修飾脂質誘導体を合成し、本物質を用いた配向性を制御できる新規モノクローナル抗体修飾mRNA/LNPの開発を行い、in vitro実験によりモノクローナル抗体の細胞認識特性を通じて細胞に結合できる新規モノクローナル抗体修飾mRNA/LNPの開発に成功した。一方、昨年度開発に成功した新規膜透過性ペプチド修飾脂質であるKK-(EK)4脂質で修飾したKK-(EK)4脂質修飾mRNA/LNPのマイクロ流体法を利用した迅速後修飾法によるKKペプチド修飾に成功した。KK(EK)4修飾mRNA/LNPでは、未修飾mRNA/LNPに比べ、樹状細胞(Dendritic cells: DC)株であるDC2.4細胞において、100倍高い発現を示し、デザイナーDCの開発において有益なバイオマテリアルになることが示された。また、Ovalbumin(OVA) mRNAを作成し、mRNA/LNPをマウス筋肉内投与後の血清中抗OVA抗体産生に関する評価系の構築を行い、ワクチン効果を評価するための実験系の準備が整った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究計画通りに遂行することができた。当初の計画以上に進展したことについては、mRNA/LNPの保存条件が物理化学的性質や発現能に及ぼす影響を解明することができた点および機能性ペプチド修飾におけるマイクロ流体法を利用した迅速後修飾法の開発に成功した点が挙げられる。これらより、今後のmRNA/LNP開発に関する安定した研究の遂行が可能になったと考えている。

今後の研究の推進方策

最終年度は、新規膜透過性ペプチド修飾脂質であるKK-(EK)4脂質修飾mRNA/LNPを用いたデザイナー細胞の開発を行う。また、本年度作成に成功したOVA mRNAを用いて、in vivoでの樹状細胞への発現能に優れるmRNA/LNPの開発を行い、既存のmRNA/LNPと比較して、抗体産生能や細胞傷害性T細胞誘導能に優れた新規mRNAワクチンの創成を目指す。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Effect of Cholesterol Content of Lipid Composition in mRNA-LNPs on the Protein Expression in the Injected Site and Liver After Local Administration in Mice2023

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Maho、Noda Marin、Ono Akari、Kamiya Mariko、Matsumoto Makoto、Tsurumaru Masako、Mizukami Shusaku、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      巻: 112 ページ: 1401~1410

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2022.12.026

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of enhanced intracellular delivery of nanomaterials modified with novel cell-penetrating zwitterionic peptide-lipid derivatives2023

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Yuri、Suga Tadaharu、Umino Mizuki、Yamayoshi Asako、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Drug Delivery

      巻: 30 ページ: 2191891~2191891

    • DOI

      10.1080/10717544.2023.2191891

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stability Study of mRNA-Lipid Nanoparticles Exposed to Various Conditions Based on the Evaluation between Physicochemical Properties and Their Relation with Protein Expression Ability2022

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Mariko、Matsumoto Makoto、Yamashita Kazuma、Izumi Tatsunori、Kawaguchi Maho、Mizukami Shusaku、Tsurumaru Masako、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Pharmaceutics

      巻: 14 ページ: 2357~2357

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics14112357

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent advances in lipid nanoparticles for delivery of nucleic acid, mRNA, and gene editing-based therapeutics2022

    • 著者名/発表者名
      Mukai Hidefumi、Ogawa Koki、Kato Naoya、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 44 ページ: 100450~100450

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2022.100450

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Focused ultrasound/microbubbles-assisted BBB opening enhances LNP-mediated mRNA delivery to brain2022

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Koki、Kato Naoya、Yoshida Michiharu、Hiu Takeshi、Matsuo Takayuki、Mizukami Shusaku、Omata Daiki、Suzuki Ryo、Maruyama Kazuo、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 348 ページ: 34~41

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2022.05.042

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microfluidic Post-Insertion Method for the Efficient Preparation of PEGylated Liposomes Using High Functionality and Quality Lipids2022

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Yuri、Suga Tadaharu、Kato Naoya、Umino Mizuki、Yamayoshi Asako、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      International Journal of Nanomedicine

      巻: Volume 17 ページ: 6675~6686

    • DOI

      10.2147/IJN.S390866

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The current situation and perspectives of mRNA delivery to the kidney2022

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Maho、Kato Naoya、Kamiya Mariko、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
    • 雑誌名

      Drug Delivery System

      巻: 37 ページ: 253~262

    • DOI

      10.2745/dds.37.253

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 脂質ナノ粒子の標的指向型製剤の設計と評価2023

    • 著者名/発表者名
      川上 茂
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子導入技術2022

    • 著者名/発表者名
      川上 茂
    • 学会等名
      第38回日本DDS学会
    • 招待講演
  • [学会発表] mRNA封入脂質ナノ粒子の保存条件が物理化学的性質および発現に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      神谷万里子, 松本 眞, 泉 龍昇, 三浦樹幸, 向井英史, 川上 茂
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第7回年会
  • [学会発表] エレクトロポレーション法およびLNPを用いた樹状細胞への遺伝子およびmRNA導入法による発現特性ならびに抗原提示能の比較2022

    • 著者名/発表者名
      神谷万里子, 実政 澪, 仙波紗英, 山下和真, 松本 眞, 泉 龍昇, 三浦樹幸, 鶴丸雅子, 向井英史, 川上 茂
    • 学会等名
      遺伝子・デリバリー研究会第21回シンポジウム
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/skawakam

  • [産業財産権] 脂質性化合物、リポソーム、エクソソーム、脂質ナノ粒子及びドラッグデリバリーシステム2022

    • 発明者名
      川上 茂, 向井英史, 杉本友里, 海野水綺, 神谷万里子
    • 権利者名
      長崎大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2022/043546
    • 外国

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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