神経変性疾患治療に向けたマイクロバブルと超音波による核酸搭載ナノ粒子送達法の開発

开发利用微泡和超声治疗神经退行性疾病的核酸负载纳米粒子递送方法

• 批准号: 22K12849
• 负责人: 小俣 大樹
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Teikyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12849/
• 关键词: マイクロバブル; 超音波; 血液脳関門; 脳; 神経変性疾患; 核酸; 薬物送達; 中枢神経系疾患

本研究では、神経変性疾患治療に向けて、超音波応答性マイクロバブルと低強度集束超音波を用いて、核酸搭載ナノ粒子の移行を促進する低侵襲的核酸デリバリーシステムの構築を目指す。本年度は、マイクロバブルと超音波を用いたmRNA搭載脂質ナノ粒子の脳へのデリバリーについて検討した。まず、脂質組成の異なる3種類のルシフェラーゼ発現mRNA搭載脂質ナノ粒子 (mRNA-LNP) を調製した。マウスにmRNA-LNPとマイクロバブルを静脈内投与し、経頭蓋的に脳の右側に集束超音波を照射した。その結果、いずれのmRNA-LNPにおいても、左脳と比較して、超音波を照射した右脳で、高いルシフェラーゼ発現が認められた。また、イオン化脂質としてSM-102を使用したmRNA-LNPで最も高いルシフェラーゼ発現が得られた。さらに、血管内皮細胞のマーカーであるCD31を蛍光免疫染色し、蛍光標識したmRNA-LNPの脳内分布を共焦点顕微鏡で評価した。その結果、マイクロバブルと超音波を併用することで、血管内皮細胞からなる血管の外側にmRNA-LNPが存在していることを確認した。これらのことから、マイクロバブルと超音波を用いることでmRNA-LNPを脳実質へとデリバリーし、タンパク質発現を誘導できることが示唆された。次に、本デリバリーシステムの特性評価として、超音波の音圧 (0.4、0.6、0.8 MPa) の影響を検討した。その結果、音圧の上昇に伴い、ルシフェラーゼ発現が高くなることを確認した。また、脳の冠状切片を作製し、ヘマトキシリン・エオシン染色を行い、組織傷害性を検討した。いずれの音圧においても、左脳と超音波を照射した右脳で顕著な組織学的な変化は認められなかった。これらの結果から、超音波の音圧を調整することで、低侵襲的にmRNA-LNPの脳への送達効率を制御できることが考えられた。

This study aims to construct a low-invasive nucleic acid system for the treatment of neurological disorders, including the use of ultrasound responsiveness and low-intensity cluster ultrasound, and the promotion of the migration of nucleic acid-loaded particles. This year, we will continue to investigate the use of ultrasound in the detection of lipid particles. Three different types of lipid molecules were found in mRNA-carrying lipid particles (mRNA-LNP). mRNA-LNP and ultrasound The results are as follows: mRNA-LNP in the middle, left and right, ultrasound irradiation in the middle and high. The use of mRNA-LNP in the production of lipid molecules and SM-102 has led to the discovery of the highest levels of lipid molecules. The distribution of CD31 in vascular endothelial cells was evaluated by confocal microscopy. Results: The presence of mRNA-LNP in vascular endothelial cells was confirmed by ultrasound. This is the first time that we've seen a human face that's been exposed to ultrasound. The influence of ultrasonic sound pressure (0.4 MPa, 0.6 MPa, 0.8 MPa) was discussed. As a result, the sound pressure rises, and the sound pressure rises. Coronal sections were prepared, stained, and examined for tissue damage. In the middle of the sound wave, left and right ultrasound irradiation, histologic changes are recognized. The result is that the ultrasonic pressure is adjusted, and the mRNA-LNP delivery rate is controlled.

项目成果

超音波とマイクロバブルを用いたmRNA搭載脂質ナノ粒子の脳標的送達法に関する基礎的検討

利用超声和微泡脑靶向递送 mRNA 脂质纳米颗粒的基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 橋本桃;小俣大樹;宗像理紗;鈴木悠乃;田中浩揮;秋田英万;吉岡靖雄;吉澤晋;梅村晋一郎;丸山一雄;鈴木亮
• 通讯作者: 鈴木亮

集束超音波とマイクロバブルを併用したmRNA搭載脂質ナノ粒子の脳への送達

使用聚焦超声和微泡将 mRNA 负载的脂质纳米颗粒递送至大脑

• 发表时间: 2023
• 作者: 橋本 桃;小俣大樹;宗像理紗;鈴木悠乃;田中浩揮;秋田英万;吉岡靖雄;吉澤 晋;梅村晋一郎;丸山一雄;鈴木 亮
• 通讯作者: 鈴木 亮

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Viability variation of T-cells under ultrasound exposure according to adhesion condition with bubbles

超声波照射下 T 细胞的活力随气泡粘附情况的变化

• DOI: 10.1007/s10396-022-01277-5
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Medical Ultrasonics
• 影响因子: 1.8
• 作者: Kajita Naoya;Ito Yoshiki;Watanabe Shunya;Miyamoto Yoshitaka;Omata Daiki;Maruyama Kazuo;Suzuki Ryo;Masuda Kohji
• 通讯作者: Masuda Kohji