スマートポリマーを用いるインテリジェント遺伝子デリバリーシステムの創製

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13022260
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 河野 健司 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (90215187)
• Keywords: 遺伝子治療 / 非ウイルスベクター / スマートポリマー / ナノバイオ / リポプレックス / リポソーム / 温度感受性高分子 / 生体材料

Research Abstract

温度によって遺伝子送達を制御できるインテリジェント遺伝子デリバリーシステムを開発することを目的として、40℃付近で親水性〜疎水性変化する温度感受性高分子で修飾したリポプレックスを設計した。このようなリポプレックスは体温においては、水和した高分子鎖によって正に帯電したリポプレックスの表面が覆われるため、細胞との相互作用が抑制されるが、40℃以上においては、高分子鎖が収縮するため、正に帯電したリポプレックス表面が露出し、細胞との相互作用が強まるものと考えられる。このようなリポプレックスを得るために、N-イソプロピルアクリルアミド共重合体を合成し、この高分子で修飾したカチオン性リポソームを調製した。このリポソームをプラスミドDNAとインキュベートすることによって、温度感受性リポプレックスの調製を試みた。共重合体修飾カチオン性リポソームとプラスミドDNAとの複合化は徐々に進行し、共重合体修飾リポプレックスが形成されることがわかった。また、この共重合体修飾リポプレックスの形成時に、リポソーム間の融合があまり起こらなかったことから、生成したリポプレックスは、温度感受性高分子修飾リポソームがプラスミドDNAに結合している構造をとっているものと考えられた。得られた温度感受性高分子修飾リポプレックスによるCV1細胞(アフリカミドリザル腎臓由来)へのルシフェラーゼ遺伝子の導入について調べたところ、未修飾リポプレックスに比べて、共重合体修飾リポプレックスは低い遺伝子導入活性を示した。しかし、この共重合体修飾リポプレックスは体温付近の35℃に比べて、40℃において遺伝子導入活性を増大させることがわかった。今後、温度感受性高分子の分子量や構造を最適化することによって、遺伝子導入の精密な温度制御が可能なインテリジェントリポプレックスを構築する予定である。

Research Products

• [Publications] K.Kono, et al.: "Novel gene delivery systems: complexes of fusogenic polymer-modified liposomes and lipoplexes"Gene Therapy. 8. 5-12 (2001)
• [Publications] K.Kono: "Thermosensitive polymer-modified liposomes"Advanced Drug Delivery Review. 53. 307-319 (2001)
• [Publications] K.Kono, K.Yoshino, T.Takagishi: "Effect of poly(ethylene glycol)grafts on temperature-sensitivity of thermosensitive polymer-modified liposomes"J.Controlled Release. (In press).
• [Publications] T.Mizoue, et al.: "Targetability and intracellular delivery of anti-BCG antibody-modified,pH-sensitive fusogenic immunoliposomes to tumor cells"International J.Pharmaceutics. (In press).
• [Publications] K.Kono, A.Henmi, R.Nakai, T.Takagishi(分担執筆): "Biomedical polymers and polymer therapeutics"Kluwer Academic/Plenum Publishers. 451 (2001)