肝細胞標的siRNA送達システムの創製：体内動態と細胞内動態の真の両立

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26893001
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 佐藤 悠介 北海道大学, 薬学研究科(研究院), 特任助教 (10735624)
• 研究期間 (年度): 2014-08-29 – 2015-03-31
• キーワード: siRNA / 脂質ナノキャリア / pH応答性 / 体内動態 / 細胞内動態 / PEG / デリバリー

研究実績の概要

静脈内投与によってshort interfering RNA（siRNA）を肝臓へ効率的に導入するためには、siRNAキャリアの体内動態と細胞内動態の両過程の効率を最大化させる必要がある。脂質ナノキャリアの体内動態を向上するためにはPEG等の親水性高分子修飾が有用であるが、PEG修飾はキャリアの細胞内動態を著しく悪化させる（PEGのジレンマ）。そこで、血中ではPEGを安定的に保持し、酸性エンドソーム内では速やかに脱離させることで両過程の最大化を試みた。
pH低下に応答して切断するリンカーとして無水マレイン酸誘導体（CDM）を基盤とし、様々な分子量のPEGを結合させたCDM-PEG誘導体を合成した。CDMは第一級アミンと反応して共有結合を形成するため、初めにモデル化合物としてグリシンを用い、CDM-PEGの脱離能を評価した。その結果、いずれの誘導体も血中pHにおける安定性とpH6.0における速やかな脱離能を示し、目的通りの反応性を示すことが確認された。
第一級アミン含有脂質を合成し、それを含む脂質ナノキャリアのCDM-PEG修飾を試みた結果、添加量依存的な修飾量の増加が確認された。また、CDM-PEGの修飾に伴って脂質ナノキャリアの表面電荷が中性に変化したことから、CDM-PEG修飾はキャリアの体内動態を改善することが示唆された。実際に、脂質ナノ粒子の静脈内投与後の肝臓内局在はCDM-PEG修飾によって顕著に変化した。また、キャリアからの脱離について評価したところ、CDM-PEGはpH6.0において10分以内に完全に脱離した。
以上より、効率的なsiRNA送達に必要な構成物質を開発したと共に、体内動態・細胞内動態を両立するためのCDMリンカーを介したPEG修飾および酸性環境下における速やかな脱離能を確認することに成功した。

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。

研究成果

• [雑誌論文] The RNA sensor RIG-I dually functions as an innate sensor and direct antiviral factor for hepatitis B virus (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato S, Li K, Kameyama T, Hayashi T, Ishida Y, Murakami S, Watanabe T, Iijima S, Sakurai Y, Watashi K, Tsutsumi S, Sato Y, Akita H, Wakita T, Rice CM, Harashima H, Kohara M, Tanaka Y, Takaoka A.
  • 雑誌名: Immunity 巻: 42 ページ: 123-132
  • DOI: 10.1016/j.immuni.2014.12.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo therapeutic potential of Dicer-hunting siRNAs targeting infectious hepatitis C virus (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Hatakeyama H, Matsuda-Yasui C, Sato Y, Sudoh M, Takagi A, Hirata Y, Ohtsuki T, Arai M, Inoue K, Harashima H, Kohara M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 4 ページ: -
  • DOI: 10.1038/srep04750
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Application of apolipoprotein E-modified liposomal nanoparticles as a carrier for delivering DNA and nucleic acid in the brain. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamaru M, Akita H, Nakatani T, Kajimoto K, Sato Y, Hatakeyama H, Harashima H.
  • 雑誌名: Int J Nanomedicine 巻: 9 ページ: 4267-4276
  • DOI: 10.2147/IJN.S65402
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An apolipoprotein E modified liposomal nanoparticle: ligand dependent efficiency as a siRNA delivery carrier for mouse-derived brain endothelial cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamaru M, Akita H, Kajimoto K, Sato Y, Hatakeyama H, Harashima H.
  • 雑誌名: Int J Pharm 巻: 465(1-2) ページ: 77-82
  • DOI: 10.1016/j.ijpharm.2014.02.016
  • 査読あり
• [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: Kajimoto K, Sato Y, Nakamura T, Yamada Y, Harashima H.
  • 雑誌名: J Control Release 巻: 190 ページ: 593-606
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2014.03.058
• [図書] Advances in Genetics Volume 88 Nonviral Vectors for Gene Therapy Lipid- and Polymer-based Gene Transfer (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Nakamura T, Yamada Y, Akita H, Harashima H.
  • 総ページ数: 409(139-204)
  • 出版者: ELSEVIER
• [図書] 医薬ジャーナル 2014年7月号(Vol.50 No.7) (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤悠介・中村孝司・山田勇磨・原島秀吉
  • 総ページ数: 200(83-87)
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [産業財産権] 肝線維化修復剤 (2015)
  • 発明者名: 中島美紀, 小田祐輝, 原島秀吉, 佐藤悠介
  • 権利者名: 金沢大学, 北海道大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2015－20308
  • 出願年月日: 2015-02-04
• [産業財産権] 脂質膜構造体 (2014)
  • 発明者名: 原島秀吉, 佐藤悠介, など
  • 権利者名: 北海道大学, 公益財団法人東京都医学総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2014－217011
  • 出願年月日: 2014-10-24