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2015 年度 実績報告書

三次元ナノDNA構造体を基本ユニットとする疾患治療システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26293008
研究機関京都大学

研究代表者

西川 元也  京都大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (40273437)

研究分担者 高橋 有己  京都大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (00547870)
高倉 喜信  京都大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (30171432)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード核酸 / DNA / DDS / ハイドロゲル / 抗原
研究実績の概要

本研究では、三次元ナノDNA構造体を基本ユニットとする疾患治療システムの開発を目的に、構造的特徴の異なる種々のDNA基本ユニットを新たにデザインし、これを連結することで得られるDNAデンドリマーおよびDNAハイドロゲルのDDS機能に及ぼす影響を指標として、DNA基本ユニットの構造活性相関を明らかにする。得られた相関をもとに、卵白アルブミンあるいはTLR9阻害DNAを機能性分子として選択し、これらを包含する疾患治療システムを構築することで、三次元ナノDNA構造体を基本ユニットとする疾患治療システム開発の可能性を検証する。平成27年度は、自己組織化能を付与した多足型DNAナノ構造体(polypodna)を用いて、DNAリガーゼを必要としないDNAデンドリマーの作製を行った。Pod数の異なるpolypodnaを用いた検討から、効率よくDNAデンドリマーを作製する条件を見出し、これが免疫刺激性CpG DNAを効率よく免疫細胞に送達可能なシステムであることを見出した。また、TLR9阻害DNA をデリバリーする検討において、2本のオリゴデオキシヌクレオチドのみでDNAハイドロゲルを構築することに成功した。TLR9阻害DNAを内包したDNAハイドロゲルは免疫細胞からの炎症性サイトカイン産生を効率よく抑制した。ローリングサークル増幅法を利用したpolypodnaの大量調製法についても検討し、均一なpolypodnaおよびDNAハイドロゲルを安価に調製することにも成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定していた内容をほぼ予定通りに遂行した。

今後の研究の推進方策

最終年度となる平成28年度は、DNAハイドロゲルからの生理活性タンパク質の放出制御を目的として、DNA基本ユニットおよび抗原の構造・物性の最適化を図る。また、TLR9阻害DNAの免疫細胞へのデリバリーによる炎症性疾患治療システムの開発を進める。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Self-assembling DNA hydrogel-based delivery of immunoinhibitory nucleic acids to immune cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Nishida Y, Ohtsuki S, Araie Y, Umeki Y, Endo M, Emura T, Hidaka K, Sugiyama H, Takahashi Y, Takakura Y, Nishikawa M.
    • 雑誌名

      Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine

      巻: 12 ページ: 123-130

    • DOI

      10.1016/j.nano.2015.08.004

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polypod-shaped DNAs: small angle x-ray scattering and immunostimulatory activity.2016

    • 著者名/発表者名
      Sanada Y, Shiomi T, Okobira T, Tan M, Nishikawa M, Akiba I, Takakura Y, Sakurai K.
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.6b00398

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-assembling DNA dendrimer for effective delivery of immunostimulatory CpG DNA to immune cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Mohri K, Kusuki E, Ohtsuki S, Takahashi N, Endo M, Hidaka K, Sugiyama H, Takahashi Y, Takakura Y, Nishikawa M.
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 16 ページ: 1095-1101

    • DOI

      10.1021/bm501731f

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Induction of potent antitumor immunity by sustained release of cationic antigen from a DNA-based hydrogel with adjuvant activity.2015

    • 著者名/発表者名
      Umeki Y, Mohri K, Kawasaki Y, Watanabe H, Takahashi R, Takahashi Y, Takakura Y, Nishikawa M.
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 25 ページ: 5758-5767

    • DOI

      10.1002/adfm.201502139

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optimal arrangement of four short DNA strands for delivery of immunostimulatory nucleic acids to immune cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuki S, Matsuzaki N, Mohri K, Endo M, Emura T, Hidaka K, Sugiyama H, Takahashi Y, Ishiyama K, Kadowaki N, Takakura Y, Nishikawa M.
    • 雑誌名

      Nucleic Acid Therapeutics

      巻: 25 ページ: 245-253

    • DOI

      10.1089/nat.2014.0524

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficient amplification of self-gelling polypod-like structured DNA by rolling circle amplification and enzymatic digestion.2015

    • 著者名/発表者名
      Yata T, Takahashi Y, Tan M, Hidaka K, Sugiyama H, Endo M, Takakura Y, Nishikawa M.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 14979

    • DOI

      10.1038/srep14979

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Atomic force microscopy analysis of orientation and bending of oligodeoxynucleotides in polypod-like structured DNA.2015

    • 著者名/発表者名
      Shiomi T, Tan M, Takahashi N, Endo M, Emura T, Hidaka K, Sugiyama H, Takahashi Y, Takakura Y, Nishikawa M.
    • 雑誌名

      Nano Research

      巻: 8 ページ: 3764-3771

    • DOI

      10.1007/s12274-015-0875-y

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 三次元構造化DNAの免疫細胞および非免疫細胞との相互作用解析2016

    • 著者名/発表者名
      大槻昇三,高橋有己,井上貴雄,高倉喜信,西川元也
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川・横浜)
    • 年月日
      2016-03-26 – 2016-03-29
  • [学会発表] Polypod-like structured DNA for delivery of bioactive compounds.2016

    • 著者名/発表者名
      Makiya Nishikawa
    • 学会等名
      University Bordeaux-Kyoto University Mini-Symposium on Biomolecular Science
    • 発表場所
      京都大学iCeMS(京都・京都)
    • 年月日
      2016-01-25 – 2016-01-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 原子間力顕微鏡観察によるpolypodna中のDNA配向性の解明2015

    • 著者名/発表者名
      譚 萌萌、塩見朋紀、高橋夏樹、遠藤政幸、江村智子、日高久美、杉山 弘、高橋有己、高倉喜信、西川元也
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第1回年会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都・京都)
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-12-02
  • [学会発表] DNAハイドロゲルを利用したCpG DNAの経膣投与による膣粘膜免疫の持続的活性化.2015

    • 著者名/発表者名
      野村大貴、高橋有己、高倉喜信、西川元也
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第1回年会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都・京都)
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-12-02
  • [学会発表] ナノ構造体化を利用した免疫刺激性DNAによるヒト細胞からのサイトカイン産生の増強2015

    • 著者名/発表者名
      大槻昇三、高橋有己、井上貴雄、高倉喜信、西川元也
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第1回年会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都・京都)
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-12-02
  • [学会発表] 生体内安定性の向上を目的としたGカルテット構造を組み込んだDNAハイドロゲルの開発と機能評価2015

    • 著者名/発表者名
      梅木佑夏、高橋有己、高倉喜信、西川元也
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第1回年会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都・京都)
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-12-02
  • [学会発表] RCA法および酵素消化の組み合わせによる自己ゲル化多足型DNA構造体の効率的増幅2015

    • 著者名/発表者名
      矢田智也、高橋有己、譚 萌萌、日高久美、遠藤政幸、杉山 弘、高倉喜信、西川元也
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第1回年会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都・京都)
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-12-02
  • [学会発表] 免疫細胞への選択的デリバリーを目的としたナノ構造化DNAの開発2015

    • 著者名/発表者名
      大槻昇三、西川元也、Tatu Lajunen、毛利浩太、井上貴雄、高橋有己、高倉喜信
    • 学会等名
      第31回日本DDS学会学術集会
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京)
    • 年月日
      2015-07-02 – 2015-07-03
  • [学会発表] 核酸医薬の開発:現状と将来展望2015

    • 著者名/発表者名
      西川元也、井上貴雄
    • 学会等名
      日本薬剤学会第30年会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール(長崎・長崎)
    • 年月日
      2015-05-21 – 2015-05-23
    • 招待講演
  • [学会発表] 免疫刺激性DNAで構成したDNAハイドロゲルからの抗原徐放化による抗腫瘍免疫誘導の増強.2015

    • 著者名/発表者名
      梅木佑夏、西川元也、毛利浩太、高橋有己、高倉喜信
    • 学会等名
      遺伝子・デリバリー研究会第15回シンポジウム
    • 発表場所
      京都薬科大学(京都・京都)
    • 年月日
      2015-05-01 – 2015-05-01

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公開日: 2017-01-06  

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