メッセンジャーＲＮＡの生体内デリバリーシステム新規開発と疾患治療への応用

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24300170
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 位高 啓史 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60292926)
• 研究分担者: 緒方 徹 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), その他部局等, その他 (00392192) ; 川口 浩 東京大学, 医学部附属病院, その他 (40282660) ; 石井 武彦 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80415075)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: mRNA / DDS / ナノミセル / 神経障害

研究実績の概要

本研究最終年度である平成26年度は，カチオンポリマー鎖のエチレンジアミン繰り返し数を変化させた改変型ポリマーを用いたmRNA in vivo投与への応用を本格化させ，多くの系で評価を行った．その結果，投与系によって最も高いタンパク発現の得られるポリマー構造は異なり，例えば血中投与と局所投与では求められるキャリアの安定性・mRNA徐放性が異なるためと考えられた．今後の疾患治療を目的とした投与条件の設定に有益な情報が得られた．
またmRNA 3'末端のpoly(A)鎖をコントロールしたmRNA精製法を確立し，poly(A)鎖長240のmRNAが，in vitro, in vivoともかなり特異的に高いタンパク翻訳効率を示すことを明らかとした．今後のmRNAのバイオ医薬品としての展開に重要な知見として特許出願を行い，現在論文準備中である．
疾患モデル動物へのPOC取得に向けた検討として，マウス嗅覚障害モデルに対して，神経栄養因子を発現するmRNAの経鼻投与による障害早期回復，嗅上皮再生促進を確認し，論文化した．また複数の新聞，雑誌にても取り上げられた．その他pDNAを用いた検討で，脊髄損傷，末梢神経損傷の各モデルマウスに対して，神経栄養因子などを発現するpDNA内包キャリア投与による治療効果を確認し，それぞれ論文化した．これらについては，現在mRNAを用いた検討を開始しており，平成27年度より新規採択された科学研究費にてさらに展開を進める予定である．

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26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] Intrathecal injection of a therapeutic gene-containing polyplex to treat spinal cord injury. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa K, Uchida S, Ogata T, Tanaka S, Kataoka K, Itaka K.
  • 雑誌名: J Control Release 巻: 197 ページ: 1-9
  • DOI: doi: 10.1016/j.jconrel.2014.10.027.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Treatment of neurological disorders by introducing mRNA in vivo using polyplex nanomicelles (2015)
  • 著者名/発表者名: Baba M, Itaka K, Kondo K, Yamasoba T, Kataoka K.
  • 雑誌名: J Control Release 巻: 201 ページ: 41-48
  • DOI: doi: 10.1016/j.jconrel.2015.01.017.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A tadpole-shaped gene carrier with distinct phase segregation in a ternary polymeric micelle. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chen Q, Osada K, Pennisi M, Uchida S, Tockary TA, Dirisala A, Li Y, Takeda KM, Oniyanagi S, Itaka K, Kataoka K.
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 11 ページ: 2718-2722
  • DOI: doi: 10.1039/c4sm02850c.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modulated protonation of side chain aminoethylene repeats in N-substituted polyaspartamides promotes mRNA transfection. (2014)
  • 著者名/発表者名: Uchida H, Itaka K, Nomoto T, Ishii T, Suma T, Ikegami M, Miyata K, Oba M, Nishiyama N, Kataoka K.
  • 雑誌名: J Am Chem Soc 巻: 136 ページ: 12396-12405
  • DOI: doi: 10.1021/ja506194z.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Optimized rod length of polyplex micelles for maximizing transfection efficiency and their performance in systemic gene therapy against stroma-rich pancreatic tumors. (2014)
  • 著者名/発表者名: Dirisala A, Osada K, Chen Q, Tockary TA, Machitani K, Osawa S, Liu X, Ishii T, Miyata K, Oba M, Uchida S, Itaka K, Kataoka K
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 35 ページ: 5359-5368
  • DOI: doi: 10.1016/j.biomaterials.2014.03.037.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 神経系をターゲットとしたmRNA 送達と治療への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 位高啓史
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸学院大学（神戸市）
  • 年月日: 2015-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] mRNAの核酸医薬としての応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 位高啓史
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸学院大学（神戸市）
  • 年月日: 2015-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] 末梢神経損傷における麻痺骨格筋へのアプローチ：IGF-1投与による筋萎縮防止・早期神経機能改善 (2015)
  • 著者名/発表者名: 位髙 啓史，長田 和也，池上 賢，内田 智士，片岡 一則
  • 学会等名: 第14回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2015-03-20
• [学会発表] mRNAデリバリーの効率最大化：poly(A)鎖長を制御したmRNA調製法の確立 (2014)
  • 著者名/発表者名: 池上賢，内田智士，内田寛邦，長田和也，片岡一則，位髙啓史
  • 学会等名: 第36回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都）
  • 年月日: 2014-11-18
• [学会発表] 肝臓への効率的なmRNA導入を目指したナノミセルキャリアの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松井秋倫，内田智士，石井武彦，位髙啓史，片岡一則
  • 学会等名: 第36回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都）
  • 年月日: 2014-11-17
• [学会発表] In vivo mRNA introduction using polyplex nanomicelles to treat neurological disorders (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiji Itaka, Miyuki Baba, Satoshi Uchida, Kazunori Kataoka
  • 学会等名: ESGCT and NVGCT Collaborative Congress 2014
  • 発表場所: The Hague, Netherlands
  • 年月日: 2014-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] Treatment of neurological disorders by in vivo mRNA introduction using a novel carrier, polyplex nanomicelles (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiji Itaka, Miyuki Baba, Satoshi Uchida, Kazunori Kataoka
  • 学会等名: 10th Annual Meeting of the Oligonucleotide Therapeutics Society.
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2014-10-12
• [学会発表] DDSと3次元スフェロイド細胞移植システムの融合による脊髄損傷治療 (2014)
  • 著者名/発表者名: 位髙 啓史，内田 智士，早川謙太郎，緒方 徹，片岡 一則
  • 学会等名: 第29回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 城山観光ホテル（鹿児島市）
  • 年月日: 2014-10-10
• [学会発表] Reducing Amyloid-b in Mouse Brain by Intraventricular Injection of Neprilysin-expressing mRNA using Polyplex Nanomicelles. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lin Chin-yu, 内田智士，池上賢，位髙啓史，片岡一則
  • 学会等名: アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2014
  • 発表場所: 東京医科歯科大学M&Dタワー（東京都）
  • 年月日: 2014-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] ポリアスパルタマイド側鎖のアミノエチレン構造の繰り返し数がmessenger RNA導入機構に及ぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内田寛邦，位髙啓史，宮田完二郎，石井武彦，西山伸宏，片岡一則
  • 学会等名: アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2014
  • 発表場所: 東京医科歯科大学M&Dタワー（東京都）
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] 骨格筋へのIGF-1遺伝子導入による末梢神経損傷の早期機能回復 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長田和也，位髙啓史，片岡一則
  • 学会等名: アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2014
  • 発表場所: 東京医科歯科大学M&Dタワー（東京都）
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] mRNAデリバリーにおける翻訳効率向上のためのpoly(A)鎖長の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 池上賢，内田智士，内田寛邦，長田和也，片岡一則，位髙啓史
  • 学会等名: アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2014
  • 発表場所: 東京医科歯科大学M&Dタワー（東京都）
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] 高分子ナノミセルを用いた肝ターゲットmRNAデリバリー (2014)
  • 著者名/発表者名: 松井秋倫，内田智士，石井武彦，位髙啓史，片岡一則
  • 学会等名: アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2014
  • 発表場所: 東京医科歯科大学M&Dタワー（東京都）
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] mRNAの生体内送達：高分子ミセル型キャリアによる肝臓ターゲットデリバリー (2014)
  • 著者名/発表者名: 松井 秋倫，内田 智士，石井 武彦，位髙 啓史，片岡 一則
  • 学会等名: GE Life Sciences Day 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜 会議センター（横浜市）
  • 年月日: 2014-08-01
• [学会発表] 新しい治療用核酸としてのmRNA (2014)
  • 著者名/発表者名: 位高啓史
  • 学会等名: 第30回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 慶應義塾大学薬学部芝共立キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2014-07-31
  • 招待講演
• [学会発表] mRNA投与による生体内での細胞アポトーシスシグナルの制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内田 智士，松井 秋倫，石井 武彦，位高 啓史，片岡 一則
  • 学会等名: 第30回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 慶應義塾大学薬学部芝共立キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2014-07-30
• [学会発表] poly（A）鎖長の制御によるmRNAデリバリーの効率最大化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 池上 賢、内田 智士、内田 寛邦、長田 和也、片岡 一則、位高 啓史
  • 学会等名: 第30回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 慶應義塾大学薬学部芝共立キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2014-07-30
• [学会発表] Enhanced transfection of mRNA transcribed from elongated-poly(A/T) tail-containing vector. (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaru Ikegami, Satoshi Uchida, Hirokuni Uchida, Kazuya Nagata, Kazunori Kataoka and Keiji Itaka.
  • 学会等名: ASGCT 17th Annual Meeting
  • 発表場所: Washington, DC, USA.
  • 年月日: 2014-05-21
• [備考] 東京大学 片岡研究室
  • URL: http://www.bmw.t.u-tokyo.ac.jp/index.html
• [産業財産権] タンパク質発現を向上させる方法およびタンパク質発現用組成物 (2014)
  • 発明者名: 位髙啓史，片岡一則，池上賢，内田智士，内田寛邦，長田和也
  • 権利者名: 一般社団法人医療産業イノベーション機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2014-90634
  • 出願年月日: 2014-04-24