生体内微小pH変化によるナノ構造転移する無侵襲遺伝子治療用キャリアーの創製

创建用于基因治疗的非侵入性载体，由于体内微小的 pH 变化而进行纳米结构转移

• 批准号: 17700400
• 负责人: 朝山 章一郎
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17700400/
• 关键词: pH応答性; 遺伝子キャリアー; 生体高分子; ポリ(L-ヒスチジン); DNA三元複合体; バイオコンジュゲート; リガンド解離; ナノ構造転移; pH応答性; 遺伝子キャリアー; 生体高分子; ポリ(L-ヒスチジン); DNA三元複合体; バイオコンジュゲート; リガンド解離; ナノ構造転移

主要薬物送達システム的アプローチにより、臨床応用可能な絶対安全性無侵襲遺伝子治療を目指し、細胞内への遺伝子取込過程における局所pH変化に焦点を合わせた、pHに応答してナノ構造を転移させる新規非ウイルス性遺伝子キャリアーの創製を目指した。昨年度創製した「pH応答的糖鎖リガンド解離」を誘起するDNA三元複合体の構造活性相関を行った。その結果、アミノ化ポリヒスチジン(PLH-NH_2)の主鎖を水溶性に変換した「アミノ化ポリビニルイミダゾール(PVI-NH_2)」を合成することにより、ラクトース化ポリリジン(PLL-Lac)とDNAとの三元複合体の活性向上に成功した。具体的成果を以下に述べる。DNA/PVI-NH_2/PLL-Lac複合体は、生理pH7.4において、粒子径が370nm程度、ゼータ電位がほぼ中性を示した。この時、外部pHがpH5.0にまで低下すると、粒子径が290nm程度に減少、ゼータ電位が+16mVに上昇した。つまり、「生体内微小pHに応答したDNA複合体のナノ構造転移」の誘起に成功した。さらに、DNA/PVI-NH_2/PLL-Lac三元複合体から、pH応答的にPLL-Lacが解離した後生じたDNA/PVI-NH_2二元複合体は、デキストラン硫酸存在下において、DNAを遊離した。三元複合体では、そのDNA遊離が認められなかった。すなわち、標的部位到達まではDNAを安定に保持し、細胞質内移行後はDNAとキャリアーの解離を促進する、「無侵襲遺伝子治療用キャリアー」を創製した。そして、得られた遺伝子キャリアーを用いることにより、既存の優れたpH応答性高分子であるポリエチレンイミンと同程度の遺伝子発現活性を、細胞選択的に、且つ、無毒性で達成することに成功した。以上の研究成果は、非ウイルス性遺伝子キャリアーを用いた薬物送達システム研究分野に、新しい展開を導くものと期待される。

使用主要的药物输送系统方法，我们旨在临床适用的绝对安全性非侵入性基因治疗，并旨在创建新型的非病毒基因载体，这些基因载体可以响应pH值转移纳米结构，重点是摄入基因摄取量的局部pH变化。我们进行了DNA三元复合物的结构活性关系，该复合物诱导了去年创建的pH响应性聚糖配体分离。结果，通过将“氨基化聚乙烯基咪唑（PVI-NH_2）合成”，该氨基氨基氨基氨酸（PLH-NH_2）转化为水溶性，乳糖多透析（PLL-LAC）的三元络合物的活性成功地提高了。具体结果如下所述。 DNA/PVI-NH_2/PLL-LAC复合物的粒径约为370 nm，在生理pH 7.4处的ZETA电位约为中性。目前，当外部pH降至pH 5.0时，粒径降至约290 nm，ZETA电位增加到+16 mV。换句话说，它成功地诱导了“ DNA复合物的纳米结构转移，以响应体内微生物”。此外，DNA/PVI-NH_2二进制复合物是在PLL-LAC解离以在pH反应性中生成的，在硫酸葡萄糖硫酸葡萄糖的存在下释放了DNA。三元复合物没有揭示其DNA释放。换句话说，我们创建了一个“非侵入性基因治疗载体”，该载体稳定地保留了DNA，直到它到达目标位点并促进细胞质迁移后DNA和载体的解离为止。通过使用获得的基因载体，它在实现细胞选择性和无毒基因表达活性方面取得了成功，类似于聚乙二胺（一种现有的优秀pH反应性聚合物）。上述研究结果有望通过非病毒基因载体在药物输送系统研究领域的新发展。