メンブレントラフィック機能を応用した末梢血行障害に対する低侵襲性遺伝子治療の創成

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これまで研究代表者は、血管平滑筋型ATP感受性カリウムチャネル（KATPチャネル）の主なサブユニットタンパク質はKir6.1/SUR2Bの組み合わせであり、血管のトーヌス（筋緊張）および血管径の維持・調節に重要な役割を果たしていることを報告した（Yamamoto et al., 2015, 2017）。また、マウス膵β細胞由来細胞において、Kir6.2チャネルタンパク質の細胞膜へのメンブレントラフィック制御機序に低分子量Ｇタンパク質であるRab8aが深く関与していることを報告した（Uchida et al., 2019）。本研究は、ナノテクノロジーおよびイオンチャネルタンパク質の機能を応用し、下肢の末梢血行障害の改善に向けた低侵襲性の新規遺伝子治療を開発することを研究目的としている。血液中のエンドヌクレアーゼによる核酸分解を防ぐために、気泡膜に内包したハイブリッド・ナノバブル中に「Kir6.2チャネル遺伝子」および「Rab8a遺伝子」を含むプラスミドDNAを封入し、ソノポレーション法にて血管平滑筋に対して非侵襲的に遺伝子導入を行う。血管平滑筋においてネイティブに発現しているKir6.1チャネルに加えて、Kir6.2チャネルを新たに細胞膜上に高発現させることにより、持続的な血管平滑筋の弛緩が期待される。これらの遺伝子導入効率とその効果に関して、in vitro および in vivo の観点から詳細に観察・解析し、末梢血行障害への新規遺伝子治療システムの早期実用化を目指している。まずは、ソノポレーション法による血管平滑筋への「Kir6.2チャネル遺伝子」の導入条件を最適化するため、in vitro の観点から分子生物学的および電気生理学的手法を用いた評価を行っている。