疾患組織選択的にゲノム編集分子を送達可能な"着せ替え型"超分子キャリアの構築

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21J20999
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 田原春 徹 熊本大学, 大学院薬学教育部, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2021-04-28 – 2024-03-31
• Keywords: ポリロタキサン / ゲノム編集分子 / デリバリー / 核酸医薬 / タンパク質性薬物

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、以下の検討を実施した。1) 昨年度までに構築した amino-PRX の適用拡大検討(核酸医薬やmRNAおよびタンパク質性薬物)および 2) 組織選択性を付与する第二キャリアの調製、構造解析および有用性評価。
1) の検討においては、昨年度までに 2 種類のゲノム編集分子 (Cas9 RNP および Cpf1 RNP) デリバリーキャリアとしての有用性を明らかにしてきたが、本年度の検討において、核酸医薬 (アンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA) や負電荷を有するタンパク質性薬物デリバリーキャリアとしての有用性も明らかにすることができた。特に、そのデリバリー効率や安全性は市販品の導入用試薬を凌駕するものであり、ポリロタキサンの動的特性を活かして、ゲノム編集分子、核酸医薬およびタンパク質性薬物のデリバリープラットフォームを構築できた。
2) の検討では、リガンドとポリロタキサンの間に適切なリンカーを導入することで、その水溶性の改善に成功し、水溶性担保のために、リガンド修飾率が不十分となり、十分な組織選択性の付与を行えなかった、という昨年度の課題を解決することができた。その結果、肝臓標的型およびがん標的型の 2 種の第二キャリアを構築し、いずれも Cas9 RNP の標的指向性を向上させることを明らかにした。現在は、第二キャリア/amino-PRX/Cas9 RNP 複合体の in vivo における有用性について評価している。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度は、組織選択性を付与する第二キャリアの構築および amino-PRX のゲノム編集分子以外の核酸医薬やタンパク質性医薬としての有用性評価を予定していた。両検討とも完了することができ、特に適用拡大検討においては、研究開始当初の計画以上に汎用性の高いデリバリープラットフォームの構築に成功したことから、当初の計画以上に進展している、と考える。

Strategy for Future Research Activity

第二キャリア/amino-PRX/Cas9 RNP 複合体の in vivo 環境における有用性について評価を進める。健常マウスおよび担がんモデルマウスにおいて、組織選択的な標的遺伝子のゲノム編集効果や安全性および体内動態などについて検討し、混合比などの最適化を行った後、病態モデルマウスにおける治療効果についても検討する。