細胞質ＤＮＡ受容体を標的としたＤＮＡアジュバントのナノ粒子による作用制御

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14F04353
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: 花方 信孝 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノテクノロジー融合ステーション, ステーション長 (10302796)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): OH Hwan Hee 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノテクノロジー融合ステーション, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Keywords: DNA医薬 / ナノメディシン / 免疫刺激 / デリバリー

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、免疫細胞の細胞質DNA受容体を標的としたDNAナノメディシンを開発することを目的とする。細胞質DNA受容体は2本鎖DNAを認識し、I型インターフェロンを誘導することによって自然免疫のみならず獲得免疫を活性化する。したがって、リガンドである2本鎖DNAは感染症治療のためのDNA医薬として応用することができる。しかしながら、DNAはDNaseによって分解され、さらに体内での滞留時間が短いため遊離のDNAの効果は期待できない。DNAをナノ粒子に担持させることによってこれらの問題を解決できる。多くのナノ粒子は細胞にエンドサイトーシスで取り込まれ、エンドソームあるいはリソソームに滞留する。細胞質DNA受容体は細胞質に局在するので、リガンドである2本鎖DNAのデリバリーを細胞にエンドサイトーシスで取り込ませた後、エンドソームから細胞質に脱出させなければならない。
平成26年度は、エンドソームから細胞質に脱出させるリン脂質との複合化2本鎖DNAについて検討した。リン脂質の親水性頭部にDNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の3’末端を共有結合させブリッジ結合型2本鎖DNAリン脂質ミセルの作製を試みた。リン脂質へのDNAの結合は、マレイミドとチオールの架橋を利用した。すなわち、リン脂質の親水性頭部にマレイミド基を、センスおよびアンチセンスDNAの3’末端にチオール基を導入し共有結合させた。得られたリン脂質-DNAは、薄層クロマトグラフィーおよびゲル電気泳動で精製した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

リン脂質とDNAの結合効率および得られたリン脂質-DNA複合体の回収率が低いため、ミセル化の条件検討およびミセルの物理化学的特性評価まで到達できなかった。その点で当初の予定よりやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

得られたリン脂質-DNA複合体を溶液中でミセル化する条件について検討し、さらに得られたミセルのサイズ等の物理化学的特性について評価する。また、このリン脂質-DNAミセル化粒子をマクロファージに与え、細胞質DNA受容体を介したI型インターフェロンの生成についてリアルタイム定量PCRによって測定するとともに、リン脂質-DNAミセル化粒子のエンドソームから細胞質への脱出効率について検討する。
さらに、平成27年度はブリッジ結合型2本鎖DNAリン脂質ミセルと並行して、アジュバントしての2本鎖DNAリガンドと抗原ペプチドの同時デリバリーのための脂質粒子の開発を行う。