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Development of an endogenous ligand-mediated brain gene delivery system

内源性配体介导的脑基因传递系统的开发

基本信息

批准号：
21J10047
负责人：
木村誠悟
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10047/
关键词：
LNP DNAバーコード翻訳遺伝子送達体内動態細胞内動態

项目摘要

本研究は、治療用遺伝子を脳内へ送達し、発現させるためのLNP開発を目指し、①DNAバーコードを用いた体内動態評価系の確立と、②転写・翻訳過程に着目した遺伝子発現差のメカニズム解析を行った。①、②それぞれについて下記の結果を得た。①；LNPのin vivoスクリーニングを効率化するため、DNAバーコードを用いたLNPのラベル化と次世代シーケンスを用いた評価系を作成した。本研究では、プラスミドDNAにバーコード配列を組み込み、RNAバーコードとして発現させることで、遺伝子の移行と転写までの発現を同時に測定可能な評価系を確立した。本評価系を用い、30種類のLNPの体内動態を評価したが、現時点で脳へ効率的に（投与量の1％以上）送達可能なLNPは見出されていない。一方で、移行と発現の組織選択性に関して、pDNA移行量、mRNA発現量、タンパク質発現量の相関が低く、特に、タンパク質発現量で大きな差が見られ、翻訳過程に大きな差が生じている可能性が示唆された（以下の②の結果を支持する）。②；遺伝子発現活性に大きな差が見られたLNPに関して、遺伝子発現量、細胞内・核内DNA量及びmRNA量を定量し、組織移行から核内移行、転写・翻訳といった各過程の効率を比較した。その結果、翻訳過程に100倍以上の差があることが示唆された。発現細胞種を単離し、マイクロアレイによってトランスクリプトーム解析を行った結果、発現量が高い細胞は、発現が低い、もしくはしていない細胞と比較して、RNAプロセシングやリボソーム生合成といった、転写・翻訳に関わるパスウェイが有意に変動していた。今後、脳移行に関してはさらなる物性改良が必要である。発現メカニズムに関しては、単なる動態解析だけでなく、キャリアが細胞にどう認識され、それが遺伝子発現に影響するどのような生物学的プロセスに影響しているのかを検証していく必要がある。

This study is aimed at: (1) establishing the in vivo dynamic evaluation system of DNA in vivo;(2) analyzing the difference of gene development in the process of gene translation; 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 10, 1 1. LNP's in vivo evaluation system In this study, we determined the possible molecular mechanisms for DNA sequencing, RNA sequencing, and gene migration. This evaluation is based on the in vivo dynamic evaluation of 30 species of LNP, and the current point of view is that the delivery rate of LNP is more than 1% of the dosage. On the one hand, the correlation between tissue selectivity and migration and expression, the correlation between pDNA migration amount, mRNA expression amount and protein expression amount is low, the correlation between pDNA migration amount, mRNA expression amount and protein expression amount is special, the correlation between protein expression amount and protein expression amount is large, and the possibility of large difference in translation process is also indicated (the results in 2 below are supported). (2) Comparison of gene expression activity, LNP activity, gene expression, intracellular DNA and mRNA quantity, tissue migration, nuclear migration, transcription and translation efficiency. The difference between the results and the process is more than 100 times. The results of the analysis of the cell species, the high cell number, the low cell number, the low cell number, the high cell number, the high cell number, the low cell number, the high cell number, the low cell number, the high cell number, the high cell number, the low cell number, the high cell number, the high cell number, the low cell number, the high cell number, the cell number, the high cell In the future, it is necessary to improve the physical properties of the products. The discovery of biological factors affecting the development of biological factors is necessary for the analysis of biological factors.