Development of novel cochlear regenerative medicine using mRNA and siRNA-encapsulated nanocarriers

使用 mRNA 和 siRNA 封装的纳米载体开发新型耳蜗再生医学

• 批准号: 22K19597
• 负责人: 山岨 達也
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19597/
• 关键词: 有毛細胞; 再生; ナノキャリア; 神経栄養因子; シナプス; 内耳; 遺伝子導入

mRNAを細胞内に送達するとタンパク質が発現分泌され、細胞機能を体内で直接制御することが期待される。ただ、mRNAを安定な形で細胞内に送り込むことは困難であったのでそれを内包するナノキャリアを開発した。さらにsiRNAを内包して標的細胞で効果を得るナノキャリアも開発する。蝸牛有毛細胞は再生しないため、重度難聴の治療には有毛細胞の再生医療が必要である。本研究では支持細胞分裂から形質転換を介した有毛細胞の再生誘導、神経線維の変性予防と再生誘導を目的にターゲットとなる遺伝子のmRNAやsiRNAを内包したナノキャリアを蝸牛に投与し、広範な有毛細胞障害後の機能および組織再生に挑戦する。まずは有毛細胞をほぼすべて安定的に死滅させる手技を開発した。従来はモルモットの蝸牛有毛細胞をエクタクリン酸(50mg/kg内頚静脈に静注)とカナマイシン(400mg/kg筋注)により傷害する手法を用いてたが、この手法では内頸静脈を確保するために麻酔による切開手術が必要であり、動物が侵襲のため致死に陥ることなどのリスクを回避するため、心腔内注入の手法を開発した。障害4日後に聴覚機能を聴性脳幹反応(ABR)により調べ、すべての動物で重度難聴を呈することを確認した。現在、蝸牛上皮を採取し、有毛細胞マーカー(myosin VIIa)、幹細胞マーカー（SOX2)および核マーカー(DAPI)により組織学的に障害を解析中である。また、遺伝子発現の評価のためのmRNA定量を目的として、Cdkn1b (p27)及びAtoh1のプライマ等のqPCRの条件検討をHEI-OC1細胞株において行った。p27siRNAとAtoh1ｍRNA、BDNFｍRNAについては東京医科歯科大学と打ち合わせを行い、その作成工程について検討している。

当 mRNA 被传递到细胞中时，蛋白质就会表达和分泌，这有望直接控制体内的细胞功能。然而，很难以稳定的形式将 mRNA 传递到细胞中，因此我们开发了一种封装它的纳米载体。此外，我们还将开发含有siRNA并对靶细胞产生作用的纳米载体。耳蜗毛细胞不能再生，因此毛细胞再生医学对于治疗严重听力损失是必要的。在这项研究中，将含有靶基因mRNA或siRNA的纳米载体施用于耳蜗，通过支持细胞分裂的转化来诱导毛细胞再生，并防止毛细胞损伤后挑战功能和组织再生的神经纤维的退化和诱导再生。 。首先，他们开发了一种可以稳定杀死几乎所有毛细胞的技术。此前曾采用异丙烯酸（颈内静脉静脉注射50 mg/kg）和卡那霉素（400 mg/kg肌注）损伤豚鼠耳蜗毛细胞的方法，但该方法中，颈内静脉注射因此，需要在麻醉下进行切开手术，为了避免动物因侵入而死亡的风险，我们开发了心内注射方法。受伤四天后，使用听觉脑干反应（ABR）检查听觉功能，证实所有动物均表现出严重的听力损失。我们目前正在收集耳蜗上皮，并使用毛细胞标记物（肌球蛋白 VIIa）、干细胞标记物（SOX2）和核标记物（DAPI）对损伤进行组织学分析。此外，为了评估基因表达的 mRNA 定量，我们研究了 HEI-OC1 细胞系中 Cdkn1b (p27) 和 Atoh1 的引物等 qPCR 条件。关于p27siRNA、Atoh1mRNA、BDNFmRNA，我们已经与东京医科齿科大学进行了会谈，正在研究生产工艺。

项目成果

Effects of pyrroloquinoline quinone on noise-induced and age-related hearing loss in mice

吡咯喹啉醌对小鼠噪声性和年龄相关性听力损失的影响

• DOI: 10.1038/s41598-022-19842-w
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 4.6
• 作者: Y Gao; T Kamogashira; C Fujimoto; S Iwasaki; T Yamasoba
• 通讯作者: T Yamasoba

Pyrroloquinoline quinone, a useful therapeutic agent for the treatment and prevention of noise-induced and age-related hearing loss.

吡咯喹啉醌是一种有用的治疗剂，用于治疗和预防噪音引起的和与年龄相关的听力损失。

• 发表时间: 2022
• 作者: Yamasoba T; Kamogashira T; Fujimoto C; Gao Y; Iasaki S.
• 通讯作者: Iasaki S.