Innovative gene/nucleic acid delivery system based on optimized intracellular trafficking steps

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01170
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: HARASHIMA HIDEYOSHI 北海道大学, 薬学研究院, 卓越教授 (00183567)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 悠介 北海道大学, 薬学研究院, 助教 (10735624) ; 中村 孝司 北海道大学, 薬学研究院, 助教 (20604458) ; 山田 勇磨 北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (60451431)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: DDS / ナノ医療 / 核酸医薬 / 遺伝子治療 / 律速段階 / がん免疫 / ミトコンドリア / ゲノム編集

Outline of Final Research Achievements

We have been developing our own gene/nucleic acids delivery system and found important rate limiting steps. In this study, we challenged to identify molecular mechanisms of these rate limiting steps. In addition, we applied these delivery systems for mitochondrial gene delivery as well as for cancer immunotherapy. We succeeded to develop a novel nucleic acids delivery system to enhance antitumor effects via a mechanism of cancer immunotherapy. We also succeeded to develop a novel gene delivery system to mitochondria based on genome editing technology. These new technologies will contribute to enhancing clinical translation for nanomedicine.

Free Research Field

物理系薬学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我々は1999年薬剤分子設計学研究室を創設以来（19年間）、ウイルスベクターに匹敵する優れた発現効率を有し、かつ、安全性にも優れた人工遺伝子送達システムの開発を進めてきた。本研究により、ナノDDSによる核酸医薬・遺伝子治療におけるブラックボックスを分子レベルで解明することにより、がん免疫療法の薬効を飛躍的に促進することに成功した。さらに、疾患細胞のミトコンドリア (Mt) への遺伝子送達システムを開発することにも成功し、Mt遺伝子治療の臨床応用への基盤技術を確立することに成功した。これらの研究成果は、大学発の革新的核酸ナノ医薬品の創出に大きく貢献することが期待される。