脳への超音波遺伝子導入法の開発と脳変性疾患治療への応用

超声基因导入脑方法的开发及其在脑退行性疾病治疗中的应用

• 批准号: 16659089
• 负责人: 里 直行
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16659089/
• 关键词: 遺伝子治療; 超音波; 中枢性変性疾患; アルツハイマー病; 肝細胞増殖因; 遺伝子導入法; 中枢神経系; 副作用; アストロサイト・グリア系; 超音波増強剤; 血液・脳関門; 安全性

中枢性変性疾患はいまだ治療法のない疾患群である。その治療法確立のためには治療効果のある分子を脳にデリバリーする必要がある。本研究は臨床応用な中枢への遺伝子導入法の開発である。最近では臨床応用可能なベクターとしてAAV(アデノ随伴ベクター)が注目されている。しかし、発現が炎症などの副作用が全くないとは言い切れていない。今回我々は超音波による中枢への遺伝子導入を試みた。投与方法としては大槽あるいは線条体へレポーター遺伝子を注入した。レポーター遺伝子はマイクロバブル(オプチゾン)と事前にミックスしておいた。レポーター遺伝子は遺伝子導入後1日後がピークであり1週間でベースラインに低下した。また、レポーター遺伝子の発現部位は注射部位周辺に限局していた。超音波を用いないnakedプラスミドのみの場合に比較し、超音波を用いた場合、10倍の発現効率が得られた。また、炎症およびBBB(血液脳関門)の破綻は見られなかった。また、この方法を用いてアルツハイマー病モデルに対して遺伝子治療を行った。我々は肝細胞増殖因子(HGF)遺伝子治療に注目することにした。なぜならば、HGF遺伝子治療は閉塞性動脈硬化症に対して臨床研究が行われていること、HGFは神経細胞に保護的に働くこと、HGFは血管新生促進作用を持つからである。アルツハイマー病マウスモデルとしてAβを脳室内に注入する記憶障害モデルを用いた。行動試験として、短期記憶をみるY-MAZE、長期記憶をみるWATER FINDING TASKを用いた。HGF遺伝子導入した群ではコントロール群に比し、短期記憶、長期記憶ともに改善していた。さらに本年度は脳に加えて脊髄への超音波による遺伝子導入法も開発した。今回得られた結果は超音波を用いた遺伝子導入法が中枢性疾患への応用が可能なことを示している。

中枢退行性疾病是一组仍无法治愈的疾病。为了建立治疗方法，有必要将治疗有效的分子输送到大脑。这项研究是开发一种临床适用的中枢神经系统基因转移方法。近年来，AAV（腺相关载体）作为临床适用的载体引起了人们的关注。但不能肯定地说没有炎症等副作用。这次，我们尝试使用超声波将基因引入中枢神经系统。施用方法包括将报告基因注射到小脑延髓池或纹状体中。报告基因预先与微泡(Optisone)混合。报告基因水平在基因转移后 1 天达到峰值，并在 1 周内降至基线。此外，报告基因的表达位点位于注射位点周围。与没有超声的单独裸质粒的情况相比，使用超声时获得了10倍高的表达效率。此外，没有观察到 BBB（血脑屏障）的炎症或破坏。此外，使用这种方法对阿尔茨海默病模型进行了基因治疗。我们决定专注于肝细胞生长因子（HGF）基因治疗。这是因为HGF基因治疗闭塞性动脉硬化的临床研究正在进行中，HGF对神经细胞有保护作用，而且HGF有促进血管生成的作用。作为阿尔茨海默病的小鼠模型，我们使用了记忆障碍模型，其中将 Aβ 注射到脑室中。作为行为测试，我们使用了测量短期记忆的 Y-MAZE 和测量长期记忆的 WATER FINDING TASK。与对照组相比，HGF 基因转染组的短期和长期记忆均有所改善。此外，今年，我们开发了一种利用超声波将基因转移到脊髓和大脑的方法。这里获得的结果表明，使用超声波的基因转移方法可以应用于中枢疾病。

项目成果

Development of efficient plasmid DNA transfer into adult rat central nervous system using microbubble-enhanced ultrasound

• DOI: 10.1038/sj.gt.3302323
• 发表时间: 2004-10-01
• 期刊: GENE THERAPY
• 影响因子: 5.1
• 作者: Shimamura, M;Sato, N;Morishita, R
• 通讯作者: Morishita, R

Development of new screening system for Alzheimer Disease, in vitro Aβ sink assay, to identity the dissociation of soluble Aβ from fibrils.

开发新的阿尔茨海默病筛查系统，体外 Aβ 库测定，以鉴定可溶性 Aβ 从原纤维中的解离。

• 期刊: Neuobiology of Disease (in press)
• 作者: Sato N;Okochi M;Taniyama Y;Kurinami H;Shimamura M;Takeuchi D;Hamada H;Fukumori A;Kiyosue K;Taguchi T;Tanaka T;Miyasaka M;Takeda M;Ogihara t;Morishita R.
• 通讯作者: Morishita R.

Recent Progress in Cerebrovascular Gene Therapy

脑血管基因治疗最新进展

• 发表时间: 2005
• 期刊: Current Neurovascular Research. 2・3
• 作者: Sato N;Shimamura M;Morishita R.
• 通讯作者: Morishita R.