pH感受性脂質の分子改変による炎症組織の細胞内ポリソームを標的としたmRNA送達

通过对 pH 敏感脂质进行分子修饰，将 mRNA 靶向递送至发炎组织中的细胞内多聚核糖体

基本信息

批准号：
17H06558
负责人：
田中浩揮
金额：
$ 1.75万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-08-25 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

世界初の遺伝子治療薬となるGlybera（アデノ随伴ウイルス）が認可されたことをはじめとし、遺伝子を用いた難治性疾患の治療が現実のものとなりつつある。なかでもmRNAを用いた遺伝子導入は、遺伝子導入効率や安全性の面で優れていると考えられている。我々は、核酸ベクターの構成材料としてSS-cleavable and pH-Activated Lipid-like material（ssPalm）を開発してきた。我々は、ビタミンE足場型ssPalmEを用いることで、脳内のアストロサイトや神経細胞に遺伝子を導入できることを見出した。さらに、オレイン酸を足場とするssPalmOが生体適合性に優れていることを見出した（論文投稿中）。我々は本研究でssPalmOの更なる構造改変を行い、高い生体適合性と遺伝子導入効率を両立可能なｍＲＮＡキャリアの創製を目指した。ssPalmOの直鎖アミン構造改変しssPalmO-P4C2を合成した。さらに、ssPalmO-P4C2の部分構造を改変し、新規骨格を持つ第三世代ssPalmOを開発した。ssPalmO-P4C2は潰瘍性大腸炎モデルであるDSS腸炎マウスの大腸で、ssPalmOに比べ10倍以上高い遺伝子発現活性を示した。この際、肝臓、脾臓、腎臓、肺、心臓に対して有意に高い遺伝子発現活性を示した。更なる改変で得られた第三世代ssPalmOは、分泌タンパク質であるエリスロポエチンのmRNAを尾静脈から導入し血中濃度を解析したところ、さらに100倍以上高い遺伝子発現活性を示した。また、本遺伝子発現活性は市販のトランスフェクション試薬などと比較して有意に高いことが明らかとなった。また、第三世代ssPalmOを投与してから２４時間後の血中AST/ALT値は正常域であったことから、本粒子は高い生体適合性を有することが示唆された。

利用基因治疗疑难杂症正在成为现实，其中包括全球首个基因治疗药物Glybera（腺相关病毒）的批准。其中，使用mRNA的基因转移被认为在基因转移效率和安全性方面更优越。我们开发了 SS 可裂解和 pH 激活的脂质样材料 (ssPalm) 作为核酸载体的构成材料。我们发现，通过使用维生素 E 支架 ssPalmE，我们可以将基因导入大脑中的星形胶质细胞和神经元中。此外，我们发现使用油酸作为支架的ssPalmO具有优异的生物相容性（论文目前正在提交）。在本研究中，我们进一步修饰了ssPalmO的结构，旨在创建一种兼具高生物相容性和基因转移效率的mRNA载体。我们通过修饰ssPalmO的线性胺结构合成了ssPalmO-P4C2。此外，我们修改了ssPalmO-P4C2的部分结构，开发了具有新骨架的第三代ssPalmO。在患有 DSS 肠炎（溃疡性结肠炎模型）的小鼠结肠中，ssPalmO-P4C2 显示出比 ssPalmO 高 10 倍以上的基因表达活性。此时，肝脏、脾脏、肾脏、肺脏和心脏中显示出显着高的基因表达活性。当通过尾静脉引入分泌蛋白促红细胞生成素的mRNA并分析血液浓度时，通过进一步修饰获得的第三代ssPalmO显示出高出100倍以上的基因表达活性。还发现该基因的基因表达活性显着高于市售转染试剂。此外，第三代ssPalmO给药后24小时血液AST/ALT值均在正常范围内，表明该颗粒具有较高的生物相容性。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

環境応答性脂質様材料を基盤とする外来mRNA導入技術の設計と開発

基于环境响应型类脂材料的外源mRNA导入技术的设计与开发

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
田中浩揮;秋田英万
通讯作者：
秋田英万

ワンポット調製法を用いた siRNA 搭載型中性脂質ナノ粒子の開発

一锅法制备 siRNA 中性脂质纳米粒的开发

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
白根大貴;田中浩揮;吉岡宏樹;丹下耕太;中井悠太;秋田英万
通讯作者：
秋田英万

細胞内動態を改善した新規カチオン性脂質

具有改善细胞内动力学的新型阳离子脂质

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

環境応答性脂質様材料：ssPalmを基盤としたナノテクノロジー　～遺伝子・核酸デリバリーへの応用展開～

环境响应型类脂材料：基于ssPalm的纳米技术〜基因/核酸传递的应用〜

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
医学のあゆみ
影响因子：
0
作者：
田中浩揮;三浦尚也;秋田英万
通讯作者：
秋田英万

In vivo Introduction of mRNA Encapsulated in Lipid-Nano-Particles to Brain Neuronal Cells and Astrocytes via Intracerebroventricular Administration.

通过脑室内给药将封装在脂质纳米颗粒中的 mRNA 体内引入脑神经元细胞和星形胶质细胞。

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
Molecular Pharmaceutics
影响因子：
4.9
作者：
Hiroki Tanaka;Taichi Nakatani;Tomomi Furihara;Kota Tange;Yuta Nakai;Hiroki Yoshioka;Hideyoshi Harashima;Hidetaka Akita.
通讯作者：
Hidetaka Akita.