ＭＥＮＤで拓く遺伝子治療への道：遺伝子の運び屋からナノマシンへ

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22229001
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 原島 秀吉 北海道大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (00183567)
• 研究分担者: 山田 勇磨 北海道大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (60451431) ; 中村 孝司 北海道大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (20604458) ; 兵藤 守 北海道大学, 薬学研究科(研究院), 特任助教 (30548186) ; 馬場 嘉信 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30183916) ; 篠原 康雄 徳島大学, 疾患ゲノム研究センター, 教授 (60226157) ; 小暮 健太朗 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (70262540) ; 紙谷 浩之 愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (10204629) ; 渡慶次 学 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60311437) ; 松尾 保孝 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (90374652)
• 研究期間 (年度): 2010-05-31 – 2015-03-31
• キーワード: ナノマシン / MEND / マイクロ流路 / 核内動態制御 / ミトコンドリア

研究概要

パッチワーク法による新しいMEND構築方法を確立し一枚膜でコア粒子をパッケージする新しい方法を開発し、平均粒子径が25nm程度でゼータ電位が-40mV程度の構造体を得ることに成功し、P-MENDと命名した。D-MEND法と組み合わせることでPD- MEND(3枚膜構造)を構築したところ、市販の試薬より高い活性を示した。マイクロ流体デバイスを開発し、最小粒径30nmのMENDを作製することに成功した。一方でマイクロ流路作製についての検討し、ナノインプリント手法によりガラスマイクロ流路の量産が可能であることをしめした。また、シースフローと電場を利用したマイクロフリーフロー電気泳動デバイスの構造・分離条件の最適化を行い、MEND精製に適用することでMENDの定性的かつ定量的評価法を確立した。KALAペプチドを導入した脂質膜封入型ナノ粒子にがん抗原等をコードした遺伝子を封入することで、抗腫瘍活性を得ることに成功した。また、本粒子は細胞に対し免疫活性化効果を有することを示し、その機構に細胞質内DNAセンサーが関与することを示唆する結果を得た。酵素耐性RNAアプタマーの単離に世界で始めて成功した。Mt移行性ペプチドを搭載したMTS-MITO-Porterを構築し、生細胞内での選択的Mt送達システムを開発し、MTS-MITO-Porterは従来型MITO-Porterと比較してミトコンドリア移行能が飛躍的に上昇した。GAL4とVP16の融合蛋白質を用いる自己活性化システムを構築し、reporterプラスミドDNAの単独投与に比べて数十倍にルシフェラーゼ活性が上昇した。アンチセンスRNA (ASO)をMITO-Porterを用いて細胞Mtに送達し、ミトコンドリアmRNAを40%抑制し、さらに標的mRNAがコードする内因性Mtタンパク質の発現量が低下した。

現在までの達成度 (区分)

理由

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Particle tracking analysis for the intracellular trafficking of nanoparticles modified with African swine fever virus protein p54-derived peptide (2013)
  • 著者名/発表者名: Akita H, Enoto K, Tanaka H, Harashima H
  • 雑誌名: Molecular Therapy 巻: 21(2) ページ: 309,317
  • DOI: doi:10.1038/mt.2012.235
  • 査読あり
• [雑誌論文] The transfection activity of R8-modified nanoparticles and siRNA condensation using pH sensitive stearylated-octahistidine (2013)
  • 著者名/発表者名: Toriyabe N, Hayashi Y, Harashima H
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 34(4) ページ: 1337,1343
  • DOI: doi:10.1016/j. biomaterials.2012.11.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Novel Drug Delivery System consisting of an Antitumor Agent Tocopheryl Succinate (2012)
  • 著者名/発表者名: Hama S, Utsumi S, Fukuda Y, Nakayama K, Okamura Y, Tsuchiya H, Fukuzawa K, Harashima H, Kogure K
  • 雑誌名: Journal of Control release 巻: 161(3) ページ: 843,851
  • DOI: doi:10.1016/j.jconrel.2012.05.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Multifunctional Envelope-type Nanodevice for Use in Nanomedicine: Concept and Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Akita H, Yamada Y, Hatakeyama H, Harashima H
  • 雑誌名: Acc Chem Res 巻: 45(7) ページ: 1113,1121
  • DOI: doi:10.1021/ar200254s
  • 査読あり
• [雑誌論文] The manner in which DNA is packaged with TFAM has an impact on transcription activation and inhibition (2012)
  • 著者名/発表者名: Furukawa R, Yamada Y, Matsushima Y, Goto Y, Harashima H
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 2 ページ: 145,150
  • DOI: doi:org/10.1016/j.fob.2012.06.001.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of functionalized double-lamellar multifunctional envelope-type nanodevices using a microfluidic chip with achaotic mixer array (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitazoe K, Park YS, Kaji N, Okamoto Y, Tokeshi M, Kogure K, Harashima H, Baba Y
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7(6) ページ: e50174
  • 査読あり
• [学会発表] Multifunctional Envelope-type Nano Device as gene delivery system for Nanomedicine
  • 著者名/発表者名: Hideyoshi Harashima
  • 学会等名: The 10th France - Japan DDS Symposium
  • 発表場所: Grande Hotel de Bordeaux, Bordeaux, France
  • 招待講演
• [学会発表] Breakthrough Technologies in Gene Delivery for Nanomedicines
  • 著者名/発表者名: Hideyoshi Harashima
  • 学会等名: FIP Centennial, 2012
  • 発表場所: Amsterdam RAI, Amsterdam, The Netherland
  • 招待講演
• [学会発表] Multifunctional Envelope-type Nano Device for Non-viral Gene Delivery
  • 著者名/発表者名: Hideyoshi Harashima
  • 学会等名: IBS 2012 15th International Biotechnology Symposium and Exhibition
  • 発表場所: EXCO Daegu, Korea
  • 招待講演
• [産業財産権] 結合剤およびその利用 (2012)
  • 発明者名: 原島秀吉、林泰弘、秋田英万、鳥谷部尚之、富樫亮平
  • 権利者名: 原島秀吉、林泰弘、秋田英万、鳥谷部尚之、富樫亮平
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2012-174272
  • 出願年月日: 2012-08-06