三元系ポリイオンコンプレックスを用いた全身投与型光応答性遺伝子ベクターの開発

使用三元聚离子复合物开发系统施用的光响应基因载体

• 批准号: 11J08266
• 负责人: 野本 貴大
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08266/
• 关键词: 遺伝子デリバリー; ポリイオンコンプレックス; 高分子ミセル; ポリエチレングリコール; photochemical internalization; デンドリマー; 光増感剤; ナノキャリア; ドラックデリバリーシステム; 生体イメージング; 共焦点レーザ顕微鏡

本年度は、まず光応答性遺伝子ベクターの物性をより詳細に明らかにするために、光増感剤を搭載していない状態のポリイオンコンプレックスミセルを、ABC型トリブロック共重合体PEG-poly{N-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl] aspartamide}-poly (L-lysine)(PEG-PAsp (DET)-PLys)とプラスミドDNA (pDNA)の混合比を変えて調製し、その構造を透過型電子顕微鏡により評価した。その結果、カチオンの量が増えることでpDNAの形状がスフィア状からロッド状に変化した。また、光増感剤を加えた状態でのポリイオンコンプレックスミセル(光応答性遺伝子ベクター)においても、光増感剤の量に依存してpDNAのロッドの長さが変化したことから、PAsp (DET)が中間層を形成してそこに光増感剤が搭載されていることが強く示唆された。次に、光応答性遺伝子導入のコンセプトをより明確に実証するため、今までのHeLa細胞に対する遺伝子導入の評価に加えて、HCT116細胞に対する遺伝子導入効率の評価も行った。その結果、HCT116培養細胞に対しても、光応答性遺伝子ベクターは光照射下で遺伝子導入効率を飛躍的に上昇させることが明らかになり、さらに重要なことに、マウスのHCT116皮下腫瘍モデルに対しても全身投与後の光に応答した遺伝子の導入に成功した。全身投与後の光応答性遺伝子導入に成功したのは本研究が世界で初めてである。本研究で開発した光応答性遺伝子ベクターを応用することで、がんや動脈硬化などの難治性疾患に対する低侵襲的な治療方法が開発できるものと期待される。

今年，为了更详细地阐明光响应基因载体的物理性质，我们将首先使用负载ABC三嵌段共聚物PEG-poly{N-[N-(2-氨乙基)-2-氨乙基)的不带光敏剂的聚离子复合胶束] 天冬酰胺}-聚（L-赖氨酸）（PEG-PAsp（DET）-PLys）和质粒 DNA通过改变混合比来制备(pDNA)，并使用透射电子显微镜评价其结构。结果，随着阳离子数量的增加，pDNA 的形状从球形变为棒状。此外，即使在添加了光敏剂的聚离子复合胶束（光响应基因载体）中，pDNA棒的长度也会根据光敏剂的量而变化，这表明PAsp（DET）形成了负载光敏剂的中间层。接下来，为了更清楚地论证光响应基因转移的概念，除了之前对基因转移到HeLa细胞中的评估之外，我们还评估了基因转移到HCT116细胞中的效率。结果表明，即使在HCT116培养细胞中，光响应基因载体在光照射下也能显着提高基因转移效率，更重要的是，在小鼠HCT116皮下肿瘤模型中，我们成功地引入了全身后对光做出响应的基因。行政。该研究是全球首次在全身给药后成功导入光反应基因。通过应用本研究开发的光响应基因载体，有望为癌症、动脉硬化等疑难疾病开发微创治疗方法。

项目成果

光で細胞内動態を制御する高分子ミセル型ナノデバイス

用光控制细胞内动力学的聚合物胶束纳米器件

• 发表时间: 2012
• 作者: 野本貴大;福島重人;熊谷康顕;町谷香織;宮田完二郎;松本有;大庭誠;長田健介;西山伸宏;片岡一則
• 通讯作者: 片岡一則

PEG-detachable cationic polyaspartamide detivatives bearing stearoyl moieties for systemic siRNA delivery toward subcutaneous BxPC3 pancreatic tumor

带有硬脂酰部分的 PEG 可分离阳离子聚天冬酰胺衍生物，用于针对皮下 BxPC3 胰腺肿瘤的全身 siRNA 递送

• 发表时间: 2011
• 期刊: J.Drug Target.
• 作者: H.-J.Kim;M.Oba;F.Pittella;T.Nomoto;H.Cabral;Y.Matsumoto;K.Miyata;N.Nishiyama;K.Kataoka
• 通讯作者: K.Kataoka

生体内リアルタイム共焦点顕微鏡を用いたポリイオンコンプレックスの定量的血中動態評価

使用体内实时共聚焦显微镜定量评估聚离子复合物的血液动力学

• 发表时间: 2012
• 作者: 野本貴大; 松本有; 宮田完二郎; 大庭誠; 福島重人; 西山伸宏; 片岡一則
• 通讯作者: 片岡一則

In Situ Monitoring of Drug Delivery Systems Using Intravital Real-time Confocal Laser Scanning Microscopy

使用活体实时共焦激光扫描显微镜对药物输送系统进行原位监测

• 发表时间: 2011
• 作者: Takahiro Nomoto;Yu Matsumoto;Kanjiro Miyata;Makoto Oba;Shigeto Fukushima;Horacio Cabral;Mami Murakami;Nobuhiro Nishiyama;Kazunori Kataoka
• 通讯作者: Kazunori Kataoka

In situ quantitative monitoring of polyplexes and polyplex micelles in the blood circulation using intravital real-time confocal laser scanning microscopy

• DOI: 10.1016/j.jconrel.2011.02.011
• 发表时间: 2011-04-30
• 期刊: JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE
• 影响因子: 10.8
• 作者: Nomoto, Takahiro;Matsumoto, Yu;Kataoka, Kazunori
• 通讯作者: Kataoka, Kazunori