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物理刺激と生物学的分子認識の統合による高効率・細胞選択的遺伝子デリバリー

通过整合物理刺激和生物分子识别实现高效、细胞选择性的基因传递

基本信息

批准号：
13877396
负责人：
橋田充
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

プラスミドDNAの全身動態ならびに細胞内動態は、プラスミドDNA/キャリア複合体に適当な物理化学的・生物学的特性を賦与することにより制御可能である。我々はこれまでに、構造中に糖を導入した高分子性および微粒子性キャリアを開発し、肝細胞あるいは肝類洞血管内皮細胞・Kupffer細胞を対象とした細胞選択的遺伝子発現システムの開発に成功してきた。しかしながら発現効率は他の非ウイルス型キャリアシステム同様低く、標的細胞へ到達後のプラスミドDNAの分解が問題であると考えられた。そこで本研究では、細胞選択的遺伝子デリバリーのための化学的アプローチとしてガラクトースを導入した高分子性キャリアを用いて遺伝子デリバリーを行い、標的細胞到達後の遺伝子発現を電気パルス(エレクトロポレーション)により改善することを試みた。肝細胞への選択的なキャリアであるガラクトース修飾ポリ-L-リジンあるいはガラクトース修飾ポリエチレンイミンとプラスミドDNAとの複合体投与により、これまでの報告通り肝臓での遺伝子発現が認められた。複合体を投与したマウスの肝臓表面に一定条件の電気パルス(250V/cm、5ms、12パルス、4Hz)を与えたところ、最大で100倍以上遺伝子発現は増大した。一方、静脈内投与のみでは全く遺伝子発現を示さないプラスミドDNA単独を投与後の肝臓に電気パルスを与えたところ、100,000倍以上遺伝子発現が増大した。この時の遺伝子発現は、複合体投与とエレクトロポレーションを組み合わせた場合よりも有意に高く、電気パルスのような物理刺激を用いる場合にはDNA単独が適していることが示された。この時の遺伝子発現は肝細胞においてより高く、また局所注射と比較して約2倍多数の細胞への遺伝子導入が実現された。

The whole body dynamics of DNA and intracellular dynamics of DNA/DNA complexes can be controlled by appropriate physicochemical and biological properties. We have successfully developed the gene expression system for the introduction of high molecular weight and microparticulate sugars into liver cells, liver endothelial cells and Kupffer cells. The rate of discovery is similar to that of target cells, and the rate of DNA decomposition is similar to that of target cells. In this study, we tried to improve the chemical properties of the gene expression after cell selection by introducing high molecular weight gene expression and using gene expression. The expression of DNA complex in liver cells is reported in the following ways: Under certain conditions, the electron emission of the complex (250V/cm, 5ms, 12 Hz, 4Hz) increased by more than 100 times. In addition, the gene expression of the liver after intravenous administration increased by more than 100,000 times. This time, the gene is found in the complex, and in the case of intentional high temperature, electrical or physical stimulation, the DNA is found in the complex. The gene expression in liver cells was about twice as high as that in liver cells.