ミトコンドリア遺伝子送達システムの開発と骨格筋における遺伝子発現の検証

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23680053
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 山田 勇磨 北海道大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (60451431)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 薬学 / ミトコンドリア / 遺伝子送達 / ナノテクノロジー / 細胞・動物 / 遺伝子治療 / イメージング / バイオテクノロジー

研究概要

多彩な機能を有するミトコンドリア (Mt)での遺伝子発現を実現するため、『骨格筋Mtへの遺伝子送達』および『Mt遺伝子発現』を可能とする革新的基盤技術の開発を到達目標とした。本研究では、ハイドロダイナミクス法を利用した骨格筋Mtへの遺伝子導入技術の確立に成功し、Mt特異的遺伝子発現プラスミドを骨格筋Mtへ送達し、in vivoにおけるMt遺伝子発現を実現した。本研究で開発したMt標的型遺伝子発現システムは、Mtを標的としたライフサイエンス、遺伝子治療、疾患モデル動物の作出に大きく貢献する事が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Mitochondrial targeting functional peptides as potential devices for the mitochondrial delivery of a DF-MITO-Porter (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawamura E, Yamada Y, Harashima H
  • 雑誌名: Mitochondrion 巻: 13 ページ: 610-4
  • DOI: 10.1016/j.mito.2013.08.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of exogenous DNA to mitochondria in skeletal muscle following hydrodynamic limb vein injection (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuzaki Y, Yamada Y, Kanefuji T, Harashima H
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 172 ページ: 805-811
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2013.09.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial delivery of bongkrekic acid using a MITO-Porter prevents the induction of apoptosis in human HeLa cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Nakamura K, Furukawa R, Kawamura E, Moriwaki T, Matsumoto K, Okuda K, Shindo M, Harashima H
  • 雑誌名: J. Pharm Sci. 巻: 102 ページ: 1008-1015
  • DOI: 10.1002/jps.23442
  • 査読あり
• [雑誌論文] Delivery of bioactive molecules to the mitochondrial genome using a membrane-fusing, liposome-based carrier, DF-MITO-Porter (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Harashima H
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 33 ページ: 1589-1595
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2011.10.082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual Function MITO-Porter, a nano carrier integrating both effcient cytoplasmic delivery and mitochondrial macromolecule delivery (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Furukawa R, Yasuzaki Y, Harashima H
  • 雑誌名: Molecular Therapy 巻: 19 ページ: 1449-1456
  • DOI: 10.1038/mt.2011.99
  • 査読あり
• [学会発表] "ミトコンドリア標的型ナノデバイス"MITO-Porter"の創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田勇磨
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会奨励賞受賞講演
  • 発表場所: ホテル日航熊本(熊本)
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] MITO-Porter, Liposome-Based Nano Device for Mitochondrial Control (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamada
  • 学会等名: iCeMS-RIKEN Joint Symposium on Mesoscopic Chemical Biology
  • 発表場所: iCeMS main buildig (Japan).
  • 年月日: 2014-02-07
• [学会発表] ミトコンドリア標的型核酸ナノキャリアの開発および遺伝子治療への挑戦 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田勇磨
  • 学会等名: 第29回日本DDS学会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都府)
  • 年月日: 2013-07-05
• [学会発表] Mitochondrial Delivery of Nucleic Acids by DF-MITO-Porter toward Mitochondrial Gene Therapy (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamada, H. Harashima
  • 学会等名: 3rd World Congress on Targeting Mitochondria
  • 発表場所: Ritz Carlton (Germany)
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] Drug Delivery System and Mitochondria - Approach to Innovation of Mitochondrial Research, Mitochondrial Medicine Development and Mitochondrial Gene Therapy - (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamada
  • 学会等名: Annual Spring Scientific Conference of the Korean Societyof Lipidology and Atherosclerosis (KSLA)
  • 発表場所: BEXCO (Korea)
  • 年月日: 2012-04-20
• [図書] 応用が拡がるDDS (2013)
  • 著者名/発表者名: 秋田英万、山田勇磨、畠山浩人、林泰弘、原島秀吉
  • 総ページ数: 578頁(169-179)
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [備考] ミトコンドリアDDS (日本薬学会奨励賞)に関する研究成果が薬事日報(2014年3月24日・21面)に掲載された。 報道関連情報
• [備考] ●シンポジウムの開催 申請者が行っている研究を国民・社会へ広く発信するために、申請者自らが若手研究者公開特別シンポジウムを主催した。 「ミトコンドリアとDDS」2012年7月7日(札幌) 本シンポジウムでは、ミトコンドリア研究とDDS研究を中心に活躍する若手研究者を一堂に会し、これらの領域が関わる様々な分野の研究交流を活発にする事を目的とした。本会には約100人の参加者があり、研究 者同士の交流の場としての役割を果たすとともに、大学院生・大学生の皆さんにも大いに刺激を与えた。 アウトリーチ活動情報
• [備考] ●企業説明会への参加 ミトコンドリアDDSに関する研究成果をJST発新技術説明会(第3回)(2014 年3月11日(東京))で紹介したところ、いくつかの企業が興味を示しており共同研究の内諾を得る事に成功した。今後も、講演や企業説明会で積極的に研究成果を紹介していき、創薬開発を共同で実施可能な企業を探索し本事業の技術移転を実現したい。 アウトリーチ活動情報
• [備考] ホームページ 北海道大学大学院薬学研究院・薬剤分子設計学研究室(所属研究室)HP
  • URL: http://www.pharm.hokudai.ac.jp/yakusetu/index.html
• [産業財産権] 脂質膜構造体、脂質膜構造体の製造方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法 (2012)
  • 発明者名: 原島秀吉、山田勇磨、鈴木亮佑
  • 権利者名: 国立大学法人北海道大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2012/054602
  • 出願年月日: 2012-02-24
  • 外国
• [産業財産権] 機能性タンパク質を細胞内に送達するためのキャリア (2012)
  • 発明者名: 原島秀吉、山田勇磨、サンドラミレーナベルガラペレッツ
  • 権利者名: 国立大学法人北海道大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2012/073938
  • 出願年月日: 2012-09-19
  • 外国
• [産業財産権] 目的物質をミトコンドリア内に送達可能な脂質膜構造体 (2012)
  • 発明者名: 山田勇磨、秋田英万、小暮健太朗、紙谷浩之、原島秀吉、菊池寛、小林英夫
  • 権利者名: 国立大学法人北海道大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許第5067733号
  • 取得年月日: 2012-08-24
  • 外国