B型肝炎ウイルス表面抗原ナノ粒子を用いる生体内ピンポイント遺伝子導入法の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13558110
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 黒田 俊一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (60263406)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷澤 克行 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20133134)
• Keywords: B型肝炎ウイルス / バイオナノ粒子 / 非ウイルスベクター / 組織特異的送達 / 細胞特異的送達

Research Abstract

近未来の遺伝子導入法には、(1)目的とする細胞及び組織に100%近い導入効率を示し、(2)細胞及び組織特異性が高いピンポイント投与が注射等で充分達成でき、(3)ウイルスゲノムを排除して副作用の危険性がないことが求められている。B型肝炎ウイルス(HBV)の表面に局在する膜タンパク質のHBV表面抗原(HBsAg)Lタンパク質は、N末端部分にヒト肝細胞に対するレセプターを提示しており、生体内でヒト肝臓特異的に吸着できる。我々は、出芽酵母でHBsAgLタンパク質からなる直径数百nmのバイオナノ粒子大量生産に成功し、上記条件を満たす遺伝子導入法として、本粒子内部に発現ベクターを封入してヒト肝臓特異的な遺伝子導入法を確立した。
本研究では、HBsAgL粒子を用いた遺伝子導入法の適用範囲を拡大するために、ヒト肝臓以外の臓器に対して特異性を示す改変型粒子の作製を行った。具体的には、HBsAgL粒子の酵母用高発現系をもとに、(1)肝細胞レセプター(N末端部分の3-77アミノ酸残基)を欠失させたHBsAgL粒子、(2)同レセプターをEGFファミリーの一種であるベータセルリン(BTC)に置換した改変型HBsAgL粒子、(3)同レセプターを塩基性繊維芽細胞増殖因子(bFGF)に置換した改変型HBsAgL粒子の酵母用発現ベクターを作製した。BTCは膵臓ランゲルハンス島β細胞にレセプターが著量発現しているので、膵臓ラ島β細胞へ粒子を標的化し、またbFGFは癌組織の血管新生に深く関与しているので粒子を進行癌に標的化すると期待された。これらの改変型粒子を酵母で発現させると、発現量には問題が残ったものの所期の目的どおりに、細胞レベルおよびヌードマウスレベルで細胞および組織特異的遺伝子導入が可能であった。次年度はこれらの粒子の酵母における発現量の改善、並びに生体内における組織特異的な遺伝子導入効率の向上を目指したい。

Research Products

• [Publications] T.Yamada: "Physicochemical and immunological characterization of hepatitis B virus envelope particles exclusively consisting of the entire L (pre-S1+pre-S2+S) protein"Vaccine. 19. 3154-3163 (2001)
• [Publications] I.Vandenberghe: "The Cavalent Structure of the Small Subunit from Pseudomonas putida Amine Dehydrogenase Reveals the Presence of Three Novel Types of Internal Cross-Linkages, All Involving Cysteine in a Thio-Ether Bond"J. Biol. Chem.. 276. 42923-42931 (2001)
• [Publications] S.Datta: "Structure of a Quinohemoprotein Amine Dehydrogenase with an Uncommon Redox Confactor and Highly Unusual Crosslinking"Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.. 98. 14268-14273 (2001)
• [Publications] C.Ogino: "Identification of Novel Membrane-Bound Phospholipase D from Streptoverticillium cinnamoneum, Possessing Only Hydrolytic Activity"Biochem. Biophys. Acta. 1530. 23-31 (2001)
• [Publications] K.Maeda: "Brain-Specific Human Genes, NELL1 and NELL2, are Predominantly Expressed in Neuroblastoma and Other Embryonal Neuroepithelial Tumors"Neurol. Med. Chir. (Tokyo). 41. 582-589 (2001)
• [Publications] S.Lim: "Sharpin, a Novel Postsynaptic Density Protein that Directly Interacts with the Shank Family of Proteins"Mol. Cell. Neurosci.. 17. 385-397 (2001)
• [Publications] 黒田俊一: "プロテインキナーゼC結合タンパク質を介する新しい細胞内情報伝達機構"日本農芸化学会誌. 75. 1191-1199 (2001)
• [Publications] 黒田俊一: "RINGフィンガーモチーフ"生体の科学. 52. 396-397 (2001)
• [Publications] 黒田俊一: "EGF様ドメイン"生体の科学. 52. 462-463 (2001)