金磁性ナノ粒子を用いた新規遺伝子導入技術の開発

アデノウイルスベクター(Ad)は、既存のベクターシステムのなかで最も遺伝子導入効率に優れることから、ライフサイエンス研究の基礎から臨床に至るまで幅広く用いられている。しかし、Adが標的細胞内へと侵入するにはCARと呼ばれる受容体への結合を必要とするため、CAR低発現・欠損の癌細胞や血球系細胞に対しては、効率の良い遺伝子導入は困難とされてきた。この欠点を克服するために、本研究では、磁性酸化鉄ナノ粒子に金コロイドを担持させた金磁性ナノ粒子を応用した新規遺伝子導入法を構築した。すなわち、金が含硫アミノ酸と形成するAu-S結合を利用してAd/金磁性ナノ粒子複合体を調製し、これを磁力の印加によって標的細胞内へと効率よく送達させるアプローチである。本法によるCAR低発現細胞に対する遺伝子導入活性は、添加したAd/金磁性ナノ粒子複合体量に依存して増大し、細胞傷害性を示さない複合体添加量の範囲において充分な増強効果を示した。また、血清存在下においても同様の効果が認められ、わずか15分間の磁力印加で明らかな遺伝子発現増強を達成できた。これらの結果から、金磁性ナノ粒子と磁力を用いた新規遺伝子導入法が、Adの標的細胞域拡大に極めて有効な手法であることが実証された。さらに、本法は4℃条件下においても遺伝子発現レベルを増強し、且つ標的細胞内に金磁性ナノ粒子を送達できたことから、Ad/金磁性ナノ粒子複合体がエンドサイト-シスに依存しない経路によって細胞内に侵入する可能性が示唆された。本法の遺伝子導入機序に関しては、現在さらに詳細な解析を進めている。

アデノウイルスベクター(Ad)は、既存のベクターシステムのなかで最も遺伝子導入効率に優れることから、ライフサイエンス研究の基礎から臨床に至るまで幅広く用いられている。しかし、Adが標的細胞内へと侵入するにはCARと呼ばれる受容体への結合を必要とするため、CAR低発現・欠損の癌細胞や血球系細胞に対しては、効率の良い遺伝子導入は困難とされてきた。この欠点を克服するために、本研究では、磁性酸化鉄ナノ粒子に金コロイドを担持させた金磁性ナノ粒子を応用した新規遺伝子導入法を構築した。すなわち、金が含硫アミノ酸と形成するAu-S結合を利用してAd/金磁性ナノ粒子複合体を調製し、これを磁力の印加によって標的細胞内へと効率よく送達させるアプローチである。本法によるCAR低発現細胞に対する遺伝子導入活性は、添加したAd/金磁性ナノ粒子複合体量に依存して増大し、細胞傷害性を示さない複合体添加量の範囲において充分な増強効果を示した。また、血清存在下においても同様の効果が認められ、わずか15分間の磁力印加で明らかな遺伝子発現増強を達成できた。これらの結果から、金磁性ナノ粒子と磁力を用いた新規遺伝子導入法が、Adの標的細胞域拡大に極めて有効な手法であることが実証された。さらに、本法は4℃条件下においても遺伝子発現レベルを増強し、且つ標的細胞内に金磁性ナノ粒子を送達できたことから、Ad/金磁性ナノ粒子複合体がエンドサイト-シスに依存しない経路によって細胞内に侵入する可能性が示唆された。本法の遺伝子導入機序に関しては、現在さらに詳細な解析を進めている。