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

2023 年度 実績報告書

• 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

本年度は、細胞膜結合型双イオン性リポペプチド（(EK)4-KK脂質）修飾mRNA封入脂質ナノ粒子（KK-mRNA/LNP：Lipod nanoparticle）を用いたデザイナー樹状細胞の開発を行った。(EK)4-KK脂質の修飾率は3mol%とした。KK-mRNA-LNP の粒子径、ゼータ電位、PDI、mRNA封入率は、約123 nm、1 mV、0.175、92%であり、ほぼ中性の均質かつ高品質なナノ粒子製剤であった。マウス樹状細胞由来細胞株DC2.4細胞において、KK-mRNA-LNP では、mRNA-LNPに対して約85倍ルシフェラーゼ発現量が増加し、蛍光タンパク質ZsGreenの発現はより広範囲で認められた。細胞結合性について、KK-mRNA-LNP では3時間後まで経時的に結合性の増加が認められ、発現の増強に細胞結合性の寄与が大きいことが示唆された。加えて、KK-mRNA-LNP は、mRNA-LNPと同様に細胞毒性は示さなかった。また、抗アポトーシス効果を示すbcl-2 mRNAの樹状細胞へKK-mRNA-LNPでの導入により細胞障害性の軽減がみられた。よって、(EK)4-KK脂質が効率的なデザイナー樹状細胞医薬を創出するために有用な材料となり得ることが示された。また、細胞内動態制御機能を有する新規機能性脂質（X-脂質）を含有する、X-mRNA/LNPは未修飾mRNA/LNPに比べて有意に高いin vitroならびにin vivo発現能を示した。そこで、OVA mRNAによる評価を行った。X-OVA mRNA/LNPは、OVA mRNA/LNPに比べて高い血清抗OVA抗体産生能を示した。以上、有効なデザイナー樹状細胞およびmRNAワクチン用LNPの創成において有益な新規リポペプチドの開発に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [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 Mice (2023)
  • 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 derivatives (2023)
  • 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] Influence of lipid composition of messenger RNA-loaded lipid nanoparticles on the protein expression via intratracheal administration in mice (2023)
  • 著者名/発表者名: Geng Longjian、Kato Naoya、Kodama Yukinobu、Mukai Hidefumi、Kawakami Shigeru
  • 雑誌名: International Journal of Pharmaceutics 巻: 637 ページ: 122896～122896
  • DOI: 10.1016/j.ijpharm.2023.122896
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 超音波照射とマイクロバブルを利用した脳内へのmRNA封入脂質ナノ粒子の送達 (2024)
  • 著者名/発表者名: 川上 茂
  • 学会等名: 第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 脂質ナノ粒子の高機能化を目的としたポリペプチドの開発と核酸・細胞医薬創出への展開 (2024)
  • 著者名/発表者名: 川上 茂
  • 学会等名: 高度な基礎力と研究マインドを持った先導的薬剤師育成事業、SDGs推進に係る連携創出の場形成支援事業 合同シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Ligand Modified Nanoparticles for Targeted Drug Delivery of Nucleic Acid (2023)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Kawakami
  • 学会等名: 7th Gratama Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 脂質ナノ粒子製剤を対象としたアクティブターゲティング技術の開発 (2023)
  • 著者名/発表者名: 川上 茂
  • 学会等名: 日本薬剤学会第38年会
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ粒子を用いた核酸医薬の標的指向化技術の開発に関する研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 川上 茂
  • 学会等名: 第20回技術講演会
  • 招待講演
• [学会発表] Ifluence of lipid composition of messenger RNA-loaded lipid nanoparticles on the protein expression via intratracheal administration in mice (2023)
  • 著者名/発表者名: Geng Longjian, Makoto Matsumoto, Mizuki Umino, Mariko Kamiya, Hidefumi Mukai, Shigeru Kawakami
  • 学会等名: 第28回創剤フォーラム若手研究会
• [学会発表] In vivo での投与部位選択的高発現を目指した KK 脂質修飾 mRNA 封入脂質ナ ノ粒子の開発 (2023)
  • 著者名/発表者名: 神谷万里子, 向井英史, 川上 茂
  • 学会等名: 遺伝子・デリバリー研究会 第 22 回シンポジウム
• [学会発表] Development of local expression mRNA-loaded lipid nanoparticles based on a modification of novel peptide lipids (2023)
  • 著者名/発表者名: Mariko Kamiya, Makoto Matsumoto, Mizuki Umino, Hidefumi Mukai, Shigeru Kawakami
  • 学会等名: 2023 ICCP450/JSSX International Joint Meeting in Shizuoka
  • 国際学会
• [学会発表] mRNA 封入脂質ナノ粒子における KK ペプチド脂質の修飾量が 物理化学的性質および肺における発現に及ぼす影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大貝 洋一郎, Geng Longjian, Yao Feijie, 神谷 万里子, 向井 英史, 川上 茂
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会2023年度九州ブロック研究発表会
• [備考] 長崎大学 生命医科学域 医薬品情報学分野
  • URL: https://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/arp/index-j.html