炭酸アパタイトのナノ粒子設計による細胞特異的治療をめざす超高効率DNA/RNAデリバリーシステム

超高效 DNA/RNA 递送系统，旨在使用碳酸盐磷灰石纳米颗粒设计进行细胞特异性治疗

• 批准号: 04F04108
• 负责人: 赤池 敏宏
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04108/
• 关键词: アパタイトナノ粒子; 炭酸アパタイトナノ結晶; 細胞認識分子; DNA; ナノ粒子複合体; 細胞外マトリックス; インテグリンレセプター; 遺伝子デリバリー技術; 生分解性; DNAデリバリー; カルボネイトアパタイト; DNA-ナノパーティクル; ナノキャリア; アシアロ糖タンパク質; 遺伝子導入; pH感受性ナノ結晶; 非ウイルス性遺伝子キャリアー

我々は、高効率の遺伝子送達・発現を達成する、結晶成長を制御できるアパタイトナノ粒子による人工坦体を開発した。マグネシウムイオンまたは炭酸イオンをアパタイト粒子に含有させることにより、ナノサイズの粒子を生成させ、なおかつその粒子に酸性環境下における高い溶解性を付与した。これにより、細胞によるDNAの取り込みが向上し、そして細胞内移行後におけるDNAのアパタイト粒子からの放出、さらにエンドソームからの放出が促進され、結果として現存する手法の5-100倍もの導入遺伝子発現を達成した。さらに、炭酸アパタイトナノ結晶の表面に細胞認識分子を物理的に吸着させることにより、細胞特異的な遺伝子送達・発現システムを構築した。アシアロ糖タンパク質レセプターを介して肝実質細胞由来の細胞株による取り込みを促進させる分子であるアシアロフェツインとアルブミンをモデルとして用い、DNA/ナノ粒子複合体をコートすることに成功した。アルブミンは、粒子と細胞表面との非特異的な相互作用を抑制させるために用いたものである。この二種類の表面特性を持つ複合体を用いることで、DNAの取り込みと発現を著しく向上させることに成功した。また我々は、細胞外マトリックス(ECM)タンパク質が硬組織(骨や歯)中の無機成分に対してもともと親和性が高いことに着目し、DNA/アパタイトにI型コラーゲンまたはフィブロネクチンとのナノハイブリッドを作製することに成功した。この複合体はインテグリンレセプターを特異的に認識して迅速に細胞内に進入し、哺乳細胞において非常に高い遺伝子発現を示した。以上の通り、この新規遺伝子デリバリー技術は遺伝子の発現効率、細胞認識性、生分解性、複合体調製の簡便性の点で、基礎研究の分野でも臨床の現場でも、現在ある他の手法よりも非常に有望な技術である。

We have developed artificial coatings for high efficiency particle delivery and discovery, and for controlling crystal growth. The particles of carbonic acid and carbonic acid are contained in the particles, and the particles of Naomi are formed. The particles have high solubility in an acidic environment. In this way, the DNA extraction from the cell is upward, and after the intracellular migration, the DNA particles are released, and the release of the DNA particles is promoted. As a result, 5-100 times of the introduced DNA is produced. In addition, carbon dioxide can be used as a surface for cell recognition, as well as for physical adsorption, for cell specific gene delivery and development. The DNA/DNA complex was successfully synthesized by the following methods: Non-specific interactions between particles and cell surfaces are inhibited. These two kinds of surface properties are used in the complex, and DNA is extracted from the complex. The affinity of extracellular matrix (ECM) to inorganic components in hard tissue (bone tissue) was high, and DNA/ECM type I matrix was successfully controlled. The complex is known for its rapid intracellular entry into mammalian cells and for its high molecular weight. The above communication, new gene technology, gene discovery efficiency, cell recognition, biological decomposition, complex modulation simplicity, basic research, clinical field, and now other methods are very promising technology.

项目成果

Rapid isolation of high quality, multimeric plasmid DNA using zwitterionic detergent

• DOI: 10.1016/j.jbiotec.2005.05.013
• 发表时间: 2005-10-10
• 期刊: JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY
• 影响因子: 4.1
• 作者: Chowdhury, EH;Akaike, T
• 通讯作者: Akaike, T

Designing Smart Nano-apatite Composites : The Emerging era of non-viral gene delivery

设计智能纳米磷灰石复合材料：非病毒基因传递的新兴时代

• 发表时间: 2005
• 期刊: Gene Therapy & Molecular Biology 8
• 作者: Chowdhury;E.H.;Akaike;T.
• 通讯作者: T.

物質導入担体、物質導入方法及び物質導入用キット

物质导入载体、物质导入方法以及物质导入试剂盒

• 发表时间: 2005

Drastic effect of nanoapatite particles on liposome-mediated mRNA delivery to mammalian cells.

• DOI: 10.1016/j.ab.2005.06.031
• 发表时间: 2005-10
• 期刊: Analytical biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: F. Zohra;E. Chowdhury;M. Nagaoka;T. Akaike

Fibronectin in collaboration with Mg2+ enhances transgene expression by calcioum phosphate coprecipitates

纤连蛋白与 Mg2 合作通过磷酸钙共沉淀物增强转基因表达

• 发表时间: 2004
• 期刊: Anal. Biochem. 335
• 作者: E.H.Chowdhury;F.T.Zohra;S.Tada;C.Kitamura;T.Akaike
• 通讯作者: T.Akaike