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2014 年度 実績報告書

ミトコンドリアのセントラルドグマを科学するナノデバイスの設計

研究課題

研究課題/領域番号 25560219
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) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード薬学 / ミトコンドリア / ナノマシン / 発現制御 / 薬物送達システム
研究実績の概要

本申請研究では、ミトコンドリア(Mt)を遺伝子レベルで制御するシステムを構築し、Mtのもつ多彩な生物学的機能の基礎的理解を深め、細胞機能を新たなアプローチから理解する。具体的には、Mtセントラルドグマ(複製・転写・翻訳)が営まれているMt最内部(Mtマトリクス)を標的とし、「機能性核酸によるRNA のノックダウン」および「人工Mt-DNA ヌクレオイドによるMt外来遺伝子発現」を実施する。H26年度は、下記の項目を中心に研究を遂行した。
1. 人工Mt-DNA ヌクレオイドの構築およびMITO-Porterへのパッケージング: 遺伝子をナノ粒子化した人工Mt-DNA ヌクレオイドをMt移行能が最適化されたMITO-Porter にパッケージングし、単離Mt マトリクスへの分子送達を試みた。Mtマトリクス内部への核酸導入を評価するプロトコルを構築し、Mtマトリクス内部への遺伝子送達を確認した。
2. Mt 遺伝子発現の検証および細胞機能評価: Mt特異的プロモーターHSPを有するpDNA骨格(pHSP)に、外来タンパク質をコードするMt遺伝子コドン(NanoLucタンパク質)を挿入したMt遺伝子発現pDNA [pHSP-mtLuc(CGG)]の構築に成功した。種々の検討を経て、pHSP-mtLuc(CGG)がMt外来遺伝子発現を可能とするDNAベクターである事を示すことができた(品質の確認)。また、人工Mt-DNA ヌクレオイド搭載MITO-Porter を用いた、生細胞Mt における遺伝子発現の検証も実施した。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Efficient and high-speed transduction of an antibody into living cells using a multifunctional nano-carrier system to control intracellular trafficking.2015

    • 著者名/発表者名
      Yuma Yamada, Sandra Milena Vergara Perez, Mai Tabata, Jiro Abe, Yukari Yasuzaki, Hideyoshi Harashima.
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1002/jps.24310

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Targeting the Mitochondrial Genome via a Dual Function MITO-Porter: Evaluation of mtDNA Levels and Mitochondrial Function.2015

    • 著者名/発表者名
      Yuma Yamada, Hideyoshi Harashima.
    • 雑誌名

      Methods Molecular Biology.

      巻: 1265 ページ: 123-133

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-2288-8_10

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] RNA aptamers for targeting mitochondria using a mitochondria-based SELEX method.2014

    • 著者名/発表者名
      Yuri Tawaraya, Mamoru Hyodo, Mst Naznin Ara, Yuma Yamada, Hideyoshi Harashima.
    • 雑誌名

      Biological and Pharmaceutical Bulletin.

      巻: 37 ページ: 1411-1415

    • DOI

      10.1248/bpb.b14-00112

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the MITO-porter, a nano device for mitochondrial drug delivery via membrane fusion2014

    • 著者名/発表者名
      Yuma Yamada
    • 雑誌名

      YAKUGAKU ZASSHI

      巻: 134 ページ: 1143-1155

    • DOI

      10.1248/yakushi.14-00191

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multifunctional envelope-type nano device for controlled intracellular trafficking and selective targeting in vivo.2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Kajimoto, Yusuke Sato, Takashi Nakamura, Yuma Yamada, Hidesyoshi Harashima.
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 190 ページ: 593-606

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2014.03.058

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Condensation of plasmid DNA enhances mitochondrial delivery targeted to skeletal muscle following hydrodynamic limb vein injection.2014

    • 著者名/発表者名
      Yukari Yasuzaki, Yuma Yamada, Yutaka Fukuda, Hideyoshi Harashima.
    • 雑誌名

      Pharmaceuticals

      巻: 7 ページ: 881-893

    • DOI

      10.3390/ph7080881

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ミトコンドリアを科学するナノデバイス MITO-Porter の創製2015

    • 著者名/発表者名
      山田勇磨、原島秀吉
    • 学会等名
      日本薬学会 第135年会. 一般シンポジウムS46-5
    • 発表場所
      神戸学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-27
    • 招待講演
  • [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と今後の展開2014

    • 著者名/発表者名
      山田 勇磨
    • 学会等名
      第30回日本DDS学会. 特別シンポジウムⅡ
    • 発表場所
      慶應義塾大学(東京都)
    • 年月日
      2014-07-31 – 2014-07-31
    • 招待講演
  • [学会発表] ミトコンドリア(Mt)膜融合能特性の解析およびMt二層膜構造を突破する核酸送達システムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      福田豊、山田勇磨、原島秀吉
    • 学会等名
      第30回日本DDS学会
    • 発表場所
      東京. (慶応義塾大学)
    • 年月日
      2014-07-31 – 2014-07-31
  • [学会発表] MITO-Porter: Membrane-type nano device for mitochondrial drug delivery via membrane fusion2014

    • 著者名/発表者名
      Hideyoshi Harashima and Yuma Yamada
    • 学会等名
      Euromit 2014
    • 発表場所
      Tampere Hall (Finland)
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-19
    • 招待講演
  • [学会発表] ミトコンドリア(Mt)膜融合性特性の解析およびMtマトリクス標的型キャリアの開発.2014

    • 著者名/発表者名
      福田豊、山田勇磨、原島秀吉
    • 学会等名
      日本薬学会北海道支部第141回例会
    • 発表場所
      札幌(札幌コンベンションセンター)
    • 年月日
      2014-05-24 – 2014-05-24
  • [学会発表] ミトコンドリアを標的とするDrug Delivery Systemの開発2014

    • 著者名/発表者名
      山田勇磨
    • 学会等名
      日本薬剤学会 第29年会 奨励賞受賞講演
    • 発表場所
      大宮ソニックシティビル(埼玉県)
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-21
    • 招待講演
  • [図書] Nonviral Vectors for Gene Therapy (Vol. 88): Lipid- and Polymer-based Gene Transfer2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sato, Takashi Nakamura, Yuma Yamada, Hidetaka Akita, Hideyoshi Harashima
    • 総ページ数
      428 (pp. 139-204)
    • 出版者
      Elsevier
  • [備考] 北海道大学 大学院薬学研究院 薬剤分子設計学研究室 HP

    • URL

      http://www.pharm.hokudai.ac.jp/yakusetu/index.html

  • [備考] 北海道大学 大学院薬学研究院 HP

    • URL

      http://www.pharm.hokudai.ac.jp/

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公開日: 2016-06-01  

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