神経変性疾患治療に向けたマイクロバブルと超音波による核酸搭載ナノ粒子送達法の開発

开发利用微泡和超声治疗神经退行性疾病的核酸负载纳米粒子递送方法

基本信息

批准号：
22K12849
负责人：
小俣大樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Teikyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、神経変性疾患治療に向けて、超音波応答性マイクロバブルと低強度集束超音波を用いて、核酸搭載ナノ粒子の移行を促進する低侵襲的核酸デリバリーシステムの構築を目指す。本年度は、マイクロバブルと超音波を用いたmRNA搭載脂質ナノ粒子の脳へのデリバリーについて検討した。まず、脂質組成の異なる3種類のルシフェラーゼ発現mRNA搭載脂質ナノ粒子 (mRNA-LNP) を調製した。マウスにmRNA-LNPとマイクロバブルを静脈内投与し、経頭蓋的に脳の右側に集束超音波を照射した。その結果、いずれのmRNA-LNPにおいても、左脳と比較して、超音波を照射した右脳で、高いルシフェラーゼ発現が認められた。また、イオン化脂質としてSM-102を使用したmRNA-LNPで最も高いルシフェラーゼ発現が得られた。さらに、血管内皮細胞のマーカーであるCD31を蛍光免疫染色し、蛍光標識したmRNA-LNPの脳内分布を共焦点顕微鏡で評価した。その結果、マイクロバブルと超音波を併用することで、血管内皮細胞からなる血管の外側にmRNA-LNPが存在していることを確認した。これらのことから、マイクロバブルと超音波を用いることでmRNA-LNPを脳実質へとデリバリーし、タンパク質発現を誘導できることが示唆された。次に、本デリバリーシステムの特性評価として、超音波の音圧 (0.4、0.6、0.8 MPa) の影響を検討した。その結果、音圧の上昇に伴い、ルシフェラーゼ発現が高くなることを確認した。また、脳の冠状切片を作製し、ヘマトキシリン・エオシン染色を行い、組織傷害性を検討した。いずれの音圧においても、左脳と超音波を照射した右脳で顕著な組織学的な変化は認められなかった。これらの結果から、超音波の音圧を調整することで、低侵襲的にmRNA-LNPの脳への送達効率を制御できることが考えられた。

在这项研究中，我们的目标是构建一种微创核酸递送系统，利用超声响应微泡和低强度聚焦超声促进核酸负载纳米颗粒的转移，以治疗神经退行性疾病。今年，我们研究了使用微泡和超声波将载有 mRNA 的脂质纳米粒子递送至大脑。首先，制备了三种具有不同脂质组成的表达荧光素酶的负载mRNA的脂质纳米颗粒（mRNA-LNP）。将mRNA-LNP和微泡静脉注射给小鼠，并经颅向右侧大脑照射聚焦超声。结果，在所有 mRNA-LNP 中，在超声照射的大脑右半球中观察到的荧光素酶表达高于左半球。此外，使用 SM-102 作为离子化脂质，mRNA-LNP 获得了最高的荧光素酶表达。此外，我们对血管内皮细胞的标记物CD31进行了荧光免疫染色，并使用共聚焦显微镜评估了荧光标记的mRNA-LNP在大脑中的分布。结果，通过组合使用微泡和超声波，证实了mRNA-LNP存在于由血管内皮细胞构成的血管外部。这些结果表明，微泡和超声波可用于将 mRNA-LNP 递送至脑实质并诱导蛋白质表达。接下来，为了评估该输送系统的特性，我们研究了超声波压力（0.4、0.6 和 0.8 MPa）的影响。结果，证实荧光素酶表达随着声压增加而增加。此外，制备冠状脑切片并用苏木精和伊红染色以检查组织毒性。在任何声压下暴露于超声的左半球或右半球均未观察到明显的组织学变化。这些结果表明，可以通过调节超声声压以微创方式控制mRNA-LNP向大脑的递送效率。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

集束超音波とマイクロバブルを併用したmRNA搭載脂質ナノ粒子の脳への送達

使用聚焦超声和微泡将 mRNA 负载的脂质纳米颗粒递送至大脑

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
橋本桃;小俣大樹;宗像理紗;鈴木悠乃;田中浩揮;秋田英万;吉岡靖雄;吉澤晋;梅村晋一郎;丸山一雄;鈴木亮
通讯作者：
鈴木亮

マイクロバブルと超音波照射を利用した腫瘍内血管透過性促進に基づくナノメディシンデリバリーによる効果的ながん治療法の開発

基于使用微泡和超声辐射促进肿瘤内血管通透性的纳米药物递送，开发有效的癌症治疗方法

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
影山彩織;小俣大樹;宗像理紗;島　忠光;鈴木悠乃;鈴木　亮;丸山一雄
通讯作者：
丸山一雄

超音波とマイクロバブルを用いたmRNA搭載脂質ナノ粒子の脳標的送達法に関する基礎的検討

利用超声和微泡脑靶向递送 mRNA 脂质纳米颗粒的基础研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
橋本桃;小俣大樹;宗像理紗;鈴木悠乃;田中浩揮;秋田英万;吉岡靖雄;吉澤晋;梅村晋一郎;丸山一雄;鈴木亮
通讯作者：
鈴木亮

Viability variation of T-cells under ultrasound exposure according to adhesion condition with bubbles

超声波照射下 T 细胞的活力随气泡粘附情况的变化

DOI：
10.1007/s10396-022-01277-5
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
1.8
作者：
Kajita Naoya;Ito Yoshiki;Watanabe Shunya;Miyamoto Yoshitaka;Omata Daiki;Maruyama Kazuo;Suzuki Ryo;Masuda Kohji
通讯作者：
Masuda Kohji

Focused ultrasound/microbubbles-assisted BBB opening enhances LNP-mediated mRNA delivery to brain

聚焦超声/微泡辅助 BBB 打开增强 LNP 介导的 mRNA 向大脑的递送

DOI：
10.1016/j.jconrel.2022.05.042
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
10.8
作者：
Ogawa Koki;Kato Naoya;Yoshida Michiharu;Hiu Takeshi;Matsuo Takayuki;Mizukami Shusaku;Omata Daiki;Suzuki Ryo;Maruyama Kazuo;Mukai Hidefumi;Kawakami Shigeru
通讯作者：
Kawakami Shigeru