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

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13558110
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 谷澤 克行 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20133134)
• Keywords: 遺伝子治療 / 中空ナノ粒子 / DDS / 血友病 / がん治療

Research Abstract

本研究では、高い細胞及び組織特異性を有し、極めて高い遺伝子導入効率を有するウイルス感染機構を応用し、かつ、ウイルスゲノムを完全に排除した副作用の危険性が低い新しい遺伝子導入法を開発する事を目的としている。研究開始当初において、我々はヒト肝臓に対して極めて高い組織特異性及び感染性を示すB型肝炎ウイルスの感染機構を担う表面抗原粒子を組換え酵母で「中空ナノ粒子」として大量生産し、粒子内部に目的遺伝子発現ベクターを封入して、ヒト肝臓特異的で高効率な遺伝子運搬体とすることに成功していた。
本研究期間では、中空ナノ粒子内部への遺伝子封入の条件検討を行い、エレクトロポレーションを用いて効率的に遺伝子を中空ナノ粒子内部に封入することに成功した。最近では、同条件で低分子化合物も効率的に中空ナノ粒子内部に封入することに成功している。また、中空ナノ粒子の投与法の検討を背部皮下にヒト肝臓癌を移植したヌードマウスを用い、尾部静脈から100マイクログラムの中空ナノ粒子を投与すると、移植肝癌部が壊死するまでの間、恒常的に遺伝子発現が行われる事を見出した。特記すべき事項として、血友病治療用の第9因子遺伝子を用いた場合、治療レベルの第9因子が全観察期間において血漿中に存在することが確認された。更に、中空ナノ粒子のヒト肝臓特異性を示す領域を、EGF(上皮細胞成長因子)に置換した粒子を作製したところ、改変型中空ナノ粒子はヒト肝臓細胞への標的能を失い、EGF受容体発現細胞への標的能を獲得していた。
以上から、本中空ナノ粒子は実用レベルの遺伝子導入能を有し、ヒト肝臓のみならず他の臓器や細胞への標的能を付与することも可能で、更に、遺伝子だけでなく抗癌剤などの低分子化合物を送達させるDDSとしても有望である事が判明した。

Research Products

• [Publications] S.Kishishita, T.Okajima, M.Kim, H.Yamaguchi, S.Hirota, S.Suzuki, S.Kuroda, K.Tanizawa, M.Mure: "Role of Copper Ion in Bacterial Copper Amine Oxidase : Spectroscopic and Crystallographic Studies of Metal-substituted Enzymes"J. Am. Chem. Soc.. 125. 1041-1055 (2003)
• [Publications] T.Kanno, T.Yamada, H.Iwabuki, H.Tanaka, S.Kuroda, K.Tanizawa, T.Kawai: "Size Distribution Measurement of Vesicles by Atomic Force Microscopy"Anal. Biochem.. 309. 196-199 (2002)
• [Publications] X.Zhang, S.Kuroda, D.Carpenter, I.Nishimura, C.Soo, R.Moats, K.Iida, E.Wisner, F.-Y.Hu, S.Miao, S.Beanes, C.Dang, H.Vastardis, M.Longaker, K.Tanizawa, N.Kanayama, N.Saito, K.Ting: "Craniosynostosis in Transgenic Mice Overexpressing Nell-1"J. Clin. Invest.. 110. 861-870 (2002)
• [Publications] T.Okajima, D.Kitaguchi, K.Fujii, H.Matsuoka, S.Goto, S.Uchiyama, Y.Kobayashi, K.Tanizawa: "Novel Trimeric Adenylate Kinase from an Extremely Thermoacidophilic Archaeon, Sulfolobus solfataricus : Molecular Cloning, Nucleotide Sequencing, Expression in Escherichia coli, and Characterization of the Recombinant Enzyme"Biosci. Biotech. Biochem.. 66. 2112-2124 (2002)
• [Publications] M.Kim, T.Okajima, S.Kishishita, M.Yoshimura, A.Kawamori, K.Tanizawa, H.Yamaguchi: "X-ray Snapshots of Quinone Cofactor Biogenesis in Bacterial Copper Amine Oxidase"Nature Struct. Biol.. 9. 591-596 (2002)
• [Publications] S.Iwaki, M.Ogasawara, R.Kurita, O.Niwa, K.Tanizawa, Y.Ohashi, K.Maeyama: "Real-time Monitoring of Histamine Released from Rat Basophilic Leukemia (RBL-2H3) Cells with a Histamine Microsensor Using Recombinant Histamine Oxidase"Anal. Biochem.. 304. 236-243 (2002)
• [Publications] R.Kurita, K.Hayashi, T.Horiuchi, O.Niwa, K.Maeyama, K.Tanizawa: "Differential Measurement with a Microfluidic Device for the Highly Selective Continuous Measurement of Histamine Released from Rat Basophilic Leukemia Cells (RBL-2H3)"Lab Chip. 2. 34-38 (2002)
• [Publications] A.Satoh, J.K.Kim, I.Miyahara, B.Devreese, I.Vandenberghe, A.Hacisalihoglu, T.Okajima, S.Kuroda, O.Adachi, J.A.Duine, J.Van Beeumen, K.Tanizawa, K.Hirotsu: "Crystal Structure of Quinohemoprotein Amine Dehydrogenase from Pseudomonas putida. Identification of a Novel Quinone Cofactor Encaged by Multiple Thio-Ether Cross-Bridges"J. Biol. Chem.. 277. 2830-2834 (2002)