in vivo electroporationによる血管壁への遺伝子導入法の開発とその応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571126
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 宮田 哲郎 東京大学, 医学部附属病院, 助教授 (70190791)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 濱田 洋文 札幌医科大学, 分子医学研究部門, 教授 (00189614) ; 佐久間 一郎 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (50178597) ; 重松 宏 東京大学, 医学部附属病院, 助教授 (40134556) ; 重松 邦広 東京大学, 医学部附属病院, 助手 (20215966) ; 小山 博之 医学部附属病院, 助教授 (10241994)
• Keywords: electroporation / plasmid DNA / 遺伝子導入

Research Abstract

本研究ではin vivo Electroporation法を開発することで、血管壁に容易にまた効率よくplasmid DNAを導入するシステムを構築することを目的として行ってきた。Electroporation法は細胞を電気刺激することで細胞膜構造を一過性に可逆的に変化させ、plasmid DNAの細胞内への取り込みを促進させる方法であり、in vitroで細胞に遺伝子を導入する方法としては一般的である。
本年度の成果:昨年までの研究で血管壁に接した電極の縁に沿ってもっとも遺伝子が血管壁に導入されることがわかった。またシュミレーションモデルやoptical mapping(血管壁にかかる電場を視覚化する実験)による実験にて、血管壁の電極に接した部位で電場が一番強いことがわかった。これにより血管壁の電極に接した部位の強い電場によって遺伝子が多く導入されたと考えられた。
この結果を基に、5mm*1mmの平板電極を二枚並行に並べたmultiplate電極を作成し、一枚のmonoplate電極のものとluciferase発現遺伝子を用いて導入量を比較した。これによりmultiplate電極において有意に多くまた安定的に遺伝子が導入されていた。
さらにelectroporationを行うときの血管壁に流れる電流と遺伝子導入量を比較し検討した。その結果、ある電流量で最も多く遺伝子が導入され、これよりも電流量が少なくてもまた多くても遺伝子導入量が減少したことが判った。これにより電流を測定することで、遺伝子導入を行う際のmonitoringになると考えられた。

Research Products

• [Publications] Miyata T, Sato O, Koyama H, Shigematsu H, Tada Y.: "Long-term survival after surgical treatment of patients with Takayasu's arteritis."Circulation. 108. 1474-1480 (2003)
• [Publications] Nishikage S, Koyama Y, Miyata T, Shigematsu H.: "In vivo electroporation enhances plasmid-based gene transfer of basic fibroblast growth factor for the treatment of ischemic limb."Journal of Surgical Research. (In press). (2004)