コンプレックス化の速度論に基づく環状DNAの量子化された折り畳み凝縮機構の解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22750098
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 長田 健介 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (10396947)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 生体関連高分子 / DNA 凝縮

研究概要

高分子ミセル型遺伝子キャリアに収容されるプラスミドDNA(pDNA)の構造形成機構について検証した。これまでに明らかにしたpDNAの量子化折り畳み機構について、折り畳み数を決定する成因を明らかにすることを本研究の目的とした。構造形成プロセスに着目した実験・検証を通し、pDNAの折り畳み構造形成は、高分子の結晶化の動力学と同様に速度論によって支配されると考えると合理的に説明できることを明らかにした。折り畳み機構の理解が深化されたことによって、DNAパッケージングの本質に乗っ取った確かな遺伝子キャリア設計の指針を提供することが可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Bioactivepolymeric metallosomesself-assembled through blockcopolymer-metal complexation. (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Osada, H. Cabral, Y. Mochida, S. -ELee, K. Nagata, T. Matsuura, M.Yamamoto, Y. Anraku, A. Kishimura, N.Nishiyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: J. Am.Chem. Soc. 巻: 134(32) ページ: 13172-13175
  • DOI: DOI:10.1021/ja304615y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective transgene expression without toxicity by intraperitoneal administration of PEG-detachable polyplex micelles in mice with peritoneal dissemination. (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kumagai, S. Shimoda, R. Wakabayashi, Y. Kunisawa, T. Ishii, K. O sa d a, K. Itaka, N. Nishiyama, K. Kataoka, K. Nakano
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 160(3) ページ: 542-551
  • DOI: DOI:10.1016/j.jconrel.2012.03.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted polymeric micelles for siRNA treatment of experimental cancer by intravenous injection. (2012)
  • 著者名/発表者名: R. J. Christie, Y. Matsumoto, K.Miyata, T. Nomoto, S. Fukushima, K. O s a da , J. Halnaut, F. Pittella, H. -J. Kim, N. Nishiyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 6(6) ページ: 5174-5189
  • DOI: DOI:10.1021/nn300942b
  • 査読あり
• [雑誌論文] PEGylated polyplex with optimized PEG shielding enhances gene introduction in lungs by minimizing inflammatory responses (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, K. Itaka, Q. Chen, K . Os a da ,D. Kobayashi, H. Oshima, S. Ikeda, R.J. Christie, K. Itaka, K. Kataoka
  • 雑誌名: Mol Ther 巻: 20(6) ページ: 1196-1203
  • DOI: DOI:10.1038/mt.2012.20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homo-catiomer integration into PEGylated polyplex micelle from block-catiomer for systemic antiangiogenic gene therapy for fibrotic pancreatic tumors. (2012)
  • 著者名/発表者名: Q. Chen, K. O s ad a , T. Ishii, M. Ob
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 33 ページ: 4722-4730
  • DOI: DOI:10.1016/j.biomaterials.2012.03.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced gene expression promoted by the quantized folding of pdna within polyplex micelles (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Osada, T. Shiotani, T. A. Tockary, D. Kobayashi, H. Oshima, S. Ikeda, R. J. Christie, K. Itaka, K. Kataoka
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 33 ページ: 325-332
  • DOI: DOI:10.1016/j.biomaterials.2011.09.046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of polymer structure on micelles formed between siRNA and cationic block copolymer Comprising thiols and amidines (2011)
  • 著者名/発表者名: R. J. Christie, K. Miyata, Y. Matsumoto, T. Nomoto, D. Menasco, T. -C. Lai, M. Pennisi, K. Osada, S. Fukushima, N. Nishiyama, Y. Yamasaki, K. Kataoka
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 12 (9) ページ: 3174-3185
  • DOI: DOI: 10.1021/bm2006714
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combination of chondroitin sulfate and polyplex micelles of poly(ethylene glycol)-poly{N'-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide} : A block copolymer for prolonged in vivo gene transfection with reducedtoxicity (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, K. Itaka, Q. Chen, K. Osada, K. Miyata, T. Ishii, M. Harada-Shiba, K. Kataoka
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 155 (2) ページ: 296-302
  • DOI: DOI: 10.1016/ j.jconrel.2011.04.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyplex micelles prepared from ω-cholesteryl PEG-polycation block copolymers for systemic gene delivery (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Oba, K. Miyata, K. Osada, R. J. Christie, M. Sanjoh, W. Li, S. Fukushima, T. Ishii, M. R. Kano, N. Nishiyama, H. Koyama, K. Kataoka
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 32 (2) ページ: 652-663
  • DOI: DOI:10.1016/j.biomaterials.2010.09.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantized folding of plasmid DNA condensed with block catiomer into characteristic rod structures promoting transgene efficacy (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Osada, H. Oshima, D. Kobayashi, M. Doi, M. Enoki, Y. Yamasaki, K. Kataoka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 132 (35) ページ: 12343-12348
  • DOI: DOI: 10.1021/ ja102739b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyplex nanomicelle promotes hydrodynamic gene introduction to skeletal muscle (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Itaka, K. Osada, K. Morii, P. Kim, S. -H. Yun, K. Kataoka
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 143 (1) ページ: 112-119
  • DOI: DOI:10.1016/j.jconrel.2009.12.014
  • 査読あり
• [学会発表] Control of DNAPackaging and Gene ExpressionEfficiency for Gene Delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Osada, K. Kataoka
  • 学会等名: 6thAnnual Symposium on Nanobiotechnology Kyoto Cell-Material Integration2012
  • 発表場所: KyotoUniversity, Kyoto, Japan
  • 年月日: 20121107-1109
• [学会発表] Control of DNAPackaging and Gene ExpressionEfficiency for Gene Delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Osada, K. Kataoka
  • 学会等名: 1stInternational Conference on EmergingAdvanced Nanomaterials (ICEAN)
  • 発表場所: Mercure Hotel,Brisbane, Queensland, Australia
  • 年月日: 20121107-1109
• [学会発表] Enhanced Gene Expression through theQuantized Folding of plasmid DNAwithin Polyplex Micelle (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Osada, K. Itaka, K. Kataoka,
  • 学会等名: ACS Spring2012 National Meeting & Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120325-0329
• [学会発表] Observation of PEG thickness ofPEG-PLys based polyplex micelle (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Osada, T. Tockary, K. Kataoka,
  • 学会等名: International Chemical Congress ofPacific Basin Societies (Pacifichem2010)
  • 発表場所: Honolulu,USA)
  • 年月日: 20101215-1220
• [学会発表] Quantized folding of plasmid DNApackaged into polyplex micelle. (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Osada, H. Oshima, D. Kobayashi, M.Doi, M. Enoki, Y, Yamasaki, K. Kataoka,
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 20100824-0827
• [図書] 高分子ミセル型ドラッグデリバリーシステム(DDS)-普及のインパクト ・ 課題と求められる新技術- (2013)
  • 著者名/発表者名: 長田健介、片岡一則
  • 総ページ数: 54-59
  • 出版者: 研究開発リーダー
• [備考]
  • URL: http://www.bmw.t.u-tokyo.ac.jp/member/osada.html
• [産業財産権] 核酸デリバリー用ユニット構造体 (2012)
  • 発明者名: 片岡一則、宮田完二郎、西山伸弘、 長田健介、渡辺秀美代
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学、ナノキャリ
  • 産業財産権番号: 発明 2012-102841
  • 出願年月日: 2012-04-27
• [産業財産権] 核酸送達用組成物及び担体組成物、そ (2011)
  • 発明者名: 片岡一則、石井武彦、長田健介、陳
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学
  • 産業財産権番号: 発明 PCT/JP2011/065815
  • 出願年月日: 2011-07-11
• [産業財産権] ブロックコポリマー、ブロックコポリ (2010)
  • 発明者名: 片岡一則、長田健介、岸村顕広、西
  • 権利者名: 独立行政法人科学技術振興機構
  • 産業財産権番号: 発明 PCT/JP2010/058238
  • 出願年月日: 2010-05-10