Development of non-viral vector to realize treatment of hereditary disease using genome editing RNA technology

开发非病毒载体，利用基因组编辑RNA技术实现遗传性疾病的治疗

• 批准号: 19K22972
• 负责人: 有馬 英俊
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Daiichi University, College of Pharmaceutical Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K22972/
• 关键词: ゲノム編集; デンドリマー; シクロデキストリン; 結合体; mRNA; ３元複合体; 肝臓ターゲティング; トランスサイレチン; 家族性アミロイドポリニューロパチー; CRISPR mRNA; ガイドRNA; 肝臓特異的非ウイルスベクター; PAMAMデンドリマー; 遺伝性難病; CRISPRA Cas9 mRNA

本研究では、申請者らのオリジナルの非ウイルスベクターであるポリアミドアミン (PAMAM) デンドリマー/シクロデキストリン結合体（CDE）に肝実質細胞上のアシアロ糖タンパク質受容体に対するリガンドを結合体したGN-PaCを用いたゲノム編集に基づく難治性遺伝子疾患治療に関する検討を実施している。本研究の特徴は、細胞における外来遺伝子の発現に大きなバリアとなっている細胞核膜を突破が不要なCRISPR mRNAとガイドRNAとGN-PaCとの３元複合体を用いて、肝臓の難治性疾患であるトランスサイレチン（TTR）型家族性アミロイドポリニューロパチー（TTR-FAP）に対するゲノム編集に基づく根治治療を目的としている。2022年度は次のような検討を行った。レポーター遺伝子として、Cap1構造を有するルシフェラーゼmRNAはCap0構造を有するmRNAに比べて遺伝子発現効率が高いことが示された。ジェネレーション (G) が異なるPAMAMデンドリマーとmRNAとの複合体形成を電気泳動により確認した結果、G2はN/P比1.0以上で、G3とG4はN/P比0.5以上で完全に複合体を形成し、GN-PaC(G3)もmRNAと完全に複合体を形成した。N/P比100で形成したPAMAMデンドリマー(G3)/mRNA複合体は、正のゼータ電位を示し、粒子径は約1000 nmであった。一方、GN-PaC(G3)複合体はPAMAMデンドリマー(G3)複合体と同様なゼータ電位を示すとともに、サブミクロンのサイズの微粒子を形成した。N/P比100で形成したPAMAMデンドリマー(G3)/mRNA複合体は、PAMAMデンドリマー(G2)複合体及びPAMAMデンドリマー(G4)複合体よりもHepG2細胞及びHeLa細胞において、高い遺伝子発現を示した。さらに、GN-PaC(G3)/mRNA複合体は、希釈溶媒としてOpti-MEMを用いることにより、PAMAMデンドリマー(G3)/mRNA複合体よりも高い遺伝子発現を示した。研究業績に関しては論文発表及び学会発表を行った。

在这项研究中，我们使用了我们原创的非病毒载体 GN-PaC，它是一种聚酰胺胺 (PAMAM) 树枝状聚合物/环糊精缀合物 (CDE)，与肝实质细胞上的脱唾液酸糖蛋白受体的配体缀合。基于基因组编辑的难治性遗传疾病。该研究的特点是利用CRISPR mRNA、指导RNA和GN-PaC的三元复合物，不需要突破细胞核膜这一外源基因在细胞内表达的主要障碍，治疗顽固性肝脏疾病，旨在为甲状腺素运载蛋白（TTR）型家族性淀粉样多发性神经病（TTR-FAP）提供基于基因组编辑的根治性治疗。 2022财年，我们进行了以下考虑。作为报告基因，具有Cap1结构的荧光素酶mRNA显示出比具有Cap0结构的mRNA具有更高的基因表达效率。电泳证实不同代(G)的PAMAM树枝状聚合物与mRNA形成复合物，G2在N/P比为1.0或更高时形成完整复合物，G3和G4在N/P比为1.0或更高时形成完整复合物。然而，GN-PaC(G3)也与mRNA形成完整的复合物。 N/P 比为 100 时形成的 PAMAM 树枝状聚合物 (G3)/mRNA 复合物表现出正 zeta 电位和约 1000 nm 的粒径。另一方面，GN-PaC (G3) 复合材料表现出与 PAMAM 树枝状聚合物 (G3) 复合材料相似的 zeta 电位，并形成亚微米尺寸的颗粒。 N/P比为100时形成的PAMAM树枝状聚合物(G3)/mRNA复合物在HepG2细胞和HeLa细胞中显示出比PAMAM树枝状聚合物(G2)和PAMAM树枝状聚合物(G4)复合物更高的基因表达。此外，使用Opti-MEM作为稀释溶剂，GN-PaC(G3)/mRNA复合物比PAMAM dendrimer(G3)/mRNA复合物表现出更高的基因表达。关于他的研究成果，他发表了论文和会议报告。

项目成果

Gene and Oligonucleotide Delivery

基因和寡核苷酸递送

• DOI: 10.1016/j.dmpk.2022.100462
• 发表时间: 2022
• 作者: Shigeru Kawakami; Hidetoshi Arima
• 通讯作者: Hidetoshi Arima

シクロデキストリンの超分子特性を生かした創薬・創剤

利用环糊精的超分子特性进行药物发现和开发

• 发表时间: 2019
• 作者: 有馬英俊

β-シクロデキストリン及びその誘導体の複合体形成自由エネルギーの機械学習による簡易予測

利用机器学习简单预测β-环糊精及其衍生物的络合物形成自由能

• 发表时间: 2022
• 作者: 有馬 英俊

Fine-tuned cholesterol solubilizer, mono-6-O-α-D-maltosyl-γ-cyclodextrin, ameliorates experimental Niemann?Pick disease type C without hearing loss

微调胆固醇增溶剂，单-6-O-α-D-麦芽糖基-γ-环糊精，改善实验性尼曼？皮克病 C 型但无听力损失

• DOI: 10.1016/j.biopha.2022.113698
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 7.5
• 作者: Yamada Y; Miwa T; Nakashima M; Shirakawa A; Ishii A; Namba N; Kondo Y; Takeo T; Nakagata N; Motoyama K; Higashi T; Arima H; Kurauchi Y; Seki T; Katsuki H; Okada Y; Ichikawa A; Higaki K; Hayashi K; Minami K; Yoshikawa N; Ikeda R; Ishikawa Y; Kajii T; Tachi
• 通讯作者: Tachi

化学修飾デンドリマーを用いたmRNA医薬の細胞内デリバリー

使用化学修饰的树枝状聚合物进行 mRNA 药物的细胞内递送

• 发表时间: 2022
• 作者: 秦 萌花;大山 将大;山本 剛史;北岸 宏亮;川上 茂;有馬 英俊;山吉 麻子
• 通讯作者: 山吉 麻子