mRNA導入技術を基盤とする免疫抑制性樹状細胞の創出と自己免疫疾患治療

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K18035
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 田中 浩揮 千葉大学, 大学院薬学研究院, 助教 (60801743)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 免疫抑制 / RNAデリバリー

研究実績の概要

自己免疫疾患の標準治療である免疫抑制薬を用いた病態の制御は、副作用が強くまた生涯にわたる反復的な投与を必要とする。自己に対する過剰な免疫を防ぐためには、患者体内に存在する自己反応性のT細胞を抑制し、標的抗原に対する免疫寛容を成立させる必要がある。従来から、提示した抗原に対して免疫寛容を成立させるtolerative-DCsによる細胞治療が提唱されてきた。本細胞はin vitroでは抑制性のフェノタイプを示すが、患者の体内へ投与された場合は炎症環境に曝露されることから、炎症性に再誘導される懸念がある。
本研究で我々は、mRNAの導入により72時間程度樹状細胞の表現型を改変することを試みた。１年度目では、Ly-6C(low)/CD11c(high)群の単離と遺伝子導入を試みた。本細胞の単離には成功したものの、遺伝子の導入が困難な細胞であることが明らかとなったため、骨髄由来樹状細胞のミクスチャに対して72時間以上にわたり遺伝子を導入可能な製剤を作成してきた。一方、単離した骨髄由来樹状細胞は分化途上である可能性が示唆されている。
２年度目である本年度では、In vitroにおいて樹状細胞からのIL-10の放出を促進できる遺伝子を探索した。また、ナノ粒子の直接投与による表現型の書き換えのための事前検討として、導入タンパク質に対して獲得免疫を刺激しないLNPの開発を行った。これは、LNP型のRNAワクチンの研究が世界的に進む中で、LNPそのものがin vivoで樹状細胞に遺伝子を導入しそのワクチン機能を発揮している可能性が示唆されているためである。

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

今年度は複数のmRNAの組み合わせからなる36遺伝子群を樹状細胞に導入し、IL-10の誘導効率を検討した。その結果として、15種の組み合わせにおいて骨髄由来樹状細胞からのIL-10の発現が確認された。一方、骨髄由来樹状細胞は分化の過程にある細胞であることから、In vitroにおける抑制能の評価は適していない可能性が考えられる。そこで本研究では、見出した遺伝子を生体へ直接投与することとした。多種の核酸を効率的に評価するために、In vivoで簡便にRNA送達が可能なReady-to-Use型の製剤を確立した。本製剤は凍結乾燥型の製剤であり、mRNA溶液を加えて加熱するだけで使用することが可能である。

今後の研究の推進方策

今後はIn vivoに対して本年見出した転写因子の組み合わせを導入する。導入した皮膚組織におけるIL-10などの抑制性サイトカイン量を検証するとともに、転写因子をモデル抗原OVAのmRNAと同時に投与することで、発現したモデル抗原OVAに対する免疫応答がどのように変化するか解析する。具体的には、抗体価や細胞傷害性T細胞活性を評価することで獲得免疫を評価する。獲得免疫の働きを阻害できた条件において、制御性のT細胞の分化や増殖が見られるかについては、Pepboy/OT-IIシステムを用いて検討を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Reactivation of Anticancer Immunity by Resetting Interorgan Crosstalk in Immune-Suppressive Cells with a Nanoparticulated Anti-Inflammatory Drug (2023)
  • 著者名/発表者名: M. Doi, H. Tanaka*, T. Ohoto, N. Miura, Y. Sakurai, H. Hatakeyama, H. Akita*.
  • 雑誌名: Small 巻: NA ページ: e2205131
  • DOI: 10.1002/smll.202205131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ready-to-Use-Type Lyophilized Lipid Nanoparticle Formulation for the Postencapsulation of Messenger RNA. (2023)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka, S. Hagiwara, D. Shirane, T. Yamakawa, Y. Sato, C. Matsumoto, K. Ishizaki, M. Hishinuma, K. Chida, K. Sasaki, E. Yonemochi, K. Ueda, K. Higashi, K. Moribe, T. Tadokoro, K. Maenaka, S. Taneichi, Y. Nakai, K. Tange, Y. Sakurai, H. Akita*.
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 17 ページ: 2588-2601
  • DOI: 10.1021/acsnano.2c10501
  • 査読あり
• [学会発表] 「使用者の利便性を追求したmRNA-LNP製剤の開発」 (2022)
  • 著者名/発表者名: 田中浩揮、秋田英万
  • 学会等名: 日本薬剤学会第37年会学術シンポジウム4
  • 招待講演
• [学会発表] 抗炎症薬搭載ナノ粒子による組織間の免疫抑制クロストークを標的とした新規がん治療戦略の提唱 (2022)
  • 著者名/発表者名: 土井瑞貴、大東昴良、田中浩揮、三浦尚也、櫻井遊、秋田英万
  • 学会等名: 日本薬剤学会第37年会
• [学会発表] mRNA内封脂質ナノ粒子Ready-to-Use製剤の物性評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山川拓真、田中浩揮、萩原伸哉、白根大貴、高田奈依、櫻井遊、福田翔、福澤薫、米持悦生、玉川晋也、中井悠太、丹下耕太、秋田英万
  • 学会等名: 第7回日本核酸医薬学会年会
• [学会発表] ssPalmを基盤としたmRNA搭載脂質ナノ粒子による脳毛細血管内皮細胞への効率的な遺伝子導入 (2022)
  • 著者名/発表者名: 原田純希、櫻井遊、渡邉妃香、西尾一真、橋本耕平、五味昌樹、鈴木諒良、大山遼太郎、半田拓巳、佐藤理沙、竹内妃奈、平良怜雅、手塚健太、丹下耕太、中井悠太、秋田英万、内田康雄
  • 学会等名: 遺伝子・デリバリー研究会第21回シンポジウム
• [学会発表] Ready-to-Use型mRNA内封脂質ナノ粒子製剤の物性評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山川拓真、田中浩揮、萩原伸哉、櫻井遊、佐々木香純、米持悦生、福沢薫、中井悠太、丹下耕太、秋田英万
  • 学会等名: 遺伝子・デリバリー研究会第21回シンポジウム
• [学会発表] 脳を標的とするNose-to-Brain型mRNA送達技術の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山本理奈、藤田翔也、田中浩揮、櫻井遊、中井悠太、丹下耕太、金沢貴憲、秋田英万
  • 学会等名: 遺伝子・デリバリー研究会第21回シンポジウム
• [学会発表] ビタミンE足場型材料が誘導する免疫活性化メカニズムの解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大山遼太朗、Jessica Anindita、田中浩揮、櫻井遊、石亀晴道、岡田峰陽、丹下耕太、中井悠太、吉岡宏樹、秋田英万
  • 学会等名: 遺伝子・デリバリー研究会第21回シンポジウム
• [学会発表] ssPalmを基盤とした脂質ナノ粒子による脳毛細血管内皮細胞へのmRNA導入 (2022)
  • 著者名/発表者名: 原田純希、櫻井遊、渡邉妃香、西尾一真、橋本耕平、五味昌樹、鈴木諒良、大山遼太郎、半田拓巳、佐藤理沙、竹内妃奈、平良怜雅、手塚健太、丹下耕太、中井悠太、秋田英万、内田康雄
  • 学会等名: 第27回創剤フォーラム若手研究会
• [学会発表] 脳を標的とするNose-to-Brain型mRNA送達技術の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山本理奈、藤田翔也、田中浩揮、櫻井遊、中井悠太、丹下耕太、金沢貴憲、秋田英万
  • 学会等名: 第43回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
• [学会発表] 一工程で使用可能なmRNA内封脂質ナノ粒子Ready-to-Use液体製剤の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 佐藤裕果、田中浩揮、萩原伸哉、山川拓真、櫻井遊、中井悠太、丹下耕太、秋田英万
  • 学会等名: 第43回生体膜と薬物相互作用シンポジウム
• [図書] mRNAを製造するための原料： 細胞内環境応答性脂質ナノ粒子によるDDS効果の向上（14章） (2023)
  • 著者名/発表者名: 田中浩揮、秋田英万
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: 技術情報協会
  • ISBN: 978-4-86104-937-8