高分子ナノ微粒子を用いた動脈硬化巣への選択的遺伝子導入法の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15590964
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 斯波 真理子 国立循環器病センター研究所, バイオサイエンス部, 室長 (70271575)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片岡 一則 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00130245)
• Keywords: 高分子ナノ微粒子 / 遺伝子導入ベクター / SS結合 / 血中安定性 / 血管内皮細胞 / THP-1細胞 / in vivo遺伝子導入

Research Abstract

本研究の目的は、新規遺伝子ベクターとして高分子ナノ微粒子を用いて、動脈硬化血管壁に選択的に遺伝子を導入し、動脈硬化巣を直接治療するための新しい遺伝子治療法を確立することである。我々が以前に報告した、ポリイオンコンプレックス(PIC)ミセルは、直径35〜70nmというウィルスにも匹敵するくらいの極小の大きさであり、ゼータ電位の低いこと、周囲をポリエチレングリコールに覆われていることなどから、血中での安定性に優れ、in vitro、in vivoでも遺伝子発現が可能であることを証明した。しかしながら、in vivoでの遺伝子発現効率に問題を残していた。そのため、我々は、PICミセルの内核をSS結合で架橋された、高分子ナノ微粒子を作製し、遺伝子導入ベクターとしての評価を行った。SS結合を導入することにより、さらに血中安定性を上昇させること、また、細胞内の還元環境ではベクターがDNAから遊離することが考えられ、in vivoでの発現効率をするのではないかと考え、実験を行つた。SS結合を導入することにより、in vivoでの血中安定性を上昇することができた。in vitroでの遺伝子発現はHepG2細胞、Cos-1細胞、血管内皮細胞、THP-1細胞、平滑筋細胞を用いて行った。架橋ミセルにより、HepG2細胞、Cos-1細胞、血管内皮細胞、THP-1細胞への遺伝子導入が可能であった。特に血管内皮細胞およびTHP-1細胞ではSS結合の導入により、遺伝子発現の効率の著明な上昇を認めた。また、SS結合の導入により、in vivoでの遺伝子発現を認めた。以上のことから、高分子ナノ微粒子は、SS結合の導入により、in vitroおよびin vivoでの遺伝子導入効率は上昇し、遺伝子導入ベクターとして有用であることが示された。

Research Products

• [Publications] Mariko Harada-Shiba, et al.: "Clinical features and genetic analysis of autosomal recessive hypercholesterolemia."Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 88・6. 2541-2547 (2003)
• [Publications] Tokunaga N, et al.: "Adrenomedullin Gene Transfer Induces Therapeutic Angiogenesis in a Rabbit Model of Chronic Hind Limb Ischemia. Benefits of a Novel Nonviral Vector, Gelatin."Circulation. 109・4. 526-531 (2004)
• [Publications] Nagaya N, et al.: "Hybrid cell-gene therapy for pulmonary hypertension based on phagocytosing action of endothelial progenitor cells."Circulation. 108・7. 889-895 (2003)
• [Publications] Saito M, et al.: "Homozygous familial hypercholesterolaemia : development of xanthogranuloma in a boy at puberty under long-term low-density lipoprotein apheresis and drug therapy."British Journal of Dermatology. 149・6. 889-895 (2003)
• [Publications] Makino H, et al.: "Long-term effect of low-density lipoprotein apheresis in patients with homozygous familial hypercholesterolemia."Therap Apher Dial.. 7・4. 397-401 (2003)