多糖・オリゴ核酸複合体を用いた抗原提示細胞への免疫刺激性CpG配列のデリバリー

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16350068
• Research Institution: The University of Kitakyushu
• Principal Investigator: 櫻井 和朗 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (70343431)
• Keywords: CpG DNA / 多糖 / GDS / 抗原提示細胞 / 多糖・核酸複合体

Research Abstract

近年、ウイルスに特異的なDNAの配列であるメチル化されていないCpG DNAを免疫系の細胞である抗原提示細胞に取り込ませて、細胞性免疫の活性する方法が注目を浴びている。しかし、CpG DNAそのものは生体で分解されやすく、デリバリーシステムの開発が不可欠である。そこで、SPGと核酸の複合体をこのデリバリーに応用することを目的として研究を始めた。すでに明らかにされている様に、シゾフィラン(SPG)は水素結合と疎水的相互作用によって、DNAと2:1の3重螺旋複合体を形成する。この複合体は培地中のDNaseによるDNAの加水分解を大幅に抑制するとともに、アルブミン等の血漿タンパクとDNAの非特異的吸着を抑制する。あらかじめs-SPGに修飾された細胞表面結合部位によって、s-SPG/DNA複合体はエンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれる。たとえば、コレステロールを修飾したSPGとCpG DNAの細胞への取りこみでは、LDL受容体を介して細胞に取り込まれ、エンドソームへ移行する。後期エンドソームのベシクル内のpHは5程度まで低下することが知られている。pHが酸性側になると核酸塩基のプロトン化によって複合体が解離し、TLR9に認識されて免疫を刺激する。
本年度は、おおくの抗原提示細胞に発現しているDectin1と呼ばれるパターンレコグニッションレセプターがβグルカンを認識して取り込むことを利用して、マクロファージなどに選択的にSPGが取り込まれることを明らかにしてきた。さらに、抗原タンパクをSPGにコンジュゲートすることで、抗原タンパク特異的にTh1誘導を行い、アレルギー等の治療薬になりうることを示した。

Research Products

• [Journal Article] Ternary Complex Consisting of DNA, Polycation, and a Natural Polysaccharide of Schizophyllan to Induce Cellular Uptake by Antigen Presenting Cells (2007)
  • Author(s): Takeda, Y., Shimada, N., Kaneko, K., Shinkai, S., Sakurai, K.
  • Journal Title: Biomacromolecules 8 Pages: 1178
• [Journal Article] Synthesis and in Vitro Characterization of Antigen-Conjugated Polysaccharide as a CpG DNA Carrier (2006)
  • Author(s): Shimada, N., Ishii, K.J., Takeda, Y., Coban, C., Torii, Y., Shinkai, S., Akira, S., Sakurai, K.
  • Journal Title: Bioconjugate Chem. 17 Pages: 1136
• [Journal Article] Polyrotaxane/DNA Conjugate by Use of Intercalation : Bridge Formation between DNA Double Helices (2006)
  • Author(s): Tokuhisa, K., Hamada, E., Karinaga, R., Shimada, N, Takeda, Y., Kawasaki, S., Sakurai, K.
  • Journal Title: Macromolecules 39 Pages: 9480
• [Journal Article] Galactose-PEG Dual Conjugation of β -(1 → 3)-D-glucan schizophyllan for antisense oligonucleotides delivery to enhance the cellular uptake (2006)
  • Author(s): Ryouji Karinaga, Takahisa Anada, Jusaku Minari, Masami Mizu, Kazuya Koumoto, Junji Fukuda, Kohji Nakazawa, Teruaki Hasegawa, Munenori Numata, Seiji Shinkai, Kazuo Sakurai
  • Journal Title: Biomaterials 27 Pages: 1625
• [Patent(Industrial Property Rights)] Th2 細胞関連疾患の予防等に用いられる核酸/多糖複合体【 (2006)
  • Inventor(s): 櫻井和朗, 新海征治, 嶋田直彦, 審良静男, 石井健
  • Industrial Property Rights Holder: JST
  • Industrial Property Number: 出願番号 特願2006-282148
  • Filing Date: 2006-10-17