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生体内微小pH変化によるナノ構造転移する無侵襲遺伝子治療用キャリアーの創製

创建用于基因治疗的非侵入性载体，由于体内微小的 pH 变化而进行纳米结构转移

基本信息

批准号：
17700400
负责人：
朝山章一郎
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

主要薬物送達システム的アプローチにより、臨床応用可能な絶対安全性無侵襲遺伝子治療を目指し、細胞内への遺伝子取込過程における局所pH変化に焦点を合わせた、pHに応答してナノ構造を転移させる新規非ウイルス性遺伝子キャリアーの創製を目指した。昨年度創製した「pH応答的糖鎖リガンド解離」を誘起するDNA三元複合体の構造活性相関を行った。その結果、アミノ化ポリヒスチジン(PLH-NH_2)の主鎖を水溶性に変換した「アミノ化ポリビニルイミダゾール(PVI-NH_2)」を合成することにより、ラクトース化ポリリジン(PLL-Lac)とDNAとの三元複合体の活性向上に成功した。具体的成果を以下に述べる。DNA/PVI-NH_2/PLL-Lac複合体は、生理pH7.4において、粒子径が370nm程度、ゼータ電位がほぼ中性を示した。この時、外部pHがpH5.0にまで低下すると、粒子径が290nm程度に減少、ゼータ電位が+16mVに上昇した。つまり、「生体内微小pHに応答したDNA複合体のナノ構造転移」の誘起に成功した。さらに、DNA/PVI-NH_2/PLL-Lac三元複合体から、pH応答的にPLL-Lacが解離した後生じたDNA/PVI-NH_2二元複合体は、デキストラン硫酸存在下において、DNAを遊離した。三元複合体では、そのDNA遊離が認められなかった。すなわち、標的部位到達まではDNAを安定に保持し、細胞質内移行後はDNAとキャリアーの解離を促進する、「無侵襲遺伝子治療用キャリアー」を創製した。そして、得られた遺伝子キャリアーを用いることにより、既存の優れたpH応答性高分子であるポリエチレンイミンと同程度の遺伝子発現活性を、細胞選択的に、且つ、無毒性で達成することに成功した。以上の研究成果は、非ウイルス性遺伝子キャリアーを用いた薬物送達システム研究分野に、新しい展開を導くものと期待される。

Key drug delivery options, clinical application possibilities, safety, non-invasive gene therapy, intracellular gene acquisition process, local pH change, focus, pH response, structural shift, new non-invasive gene creation options. A novel DNA ternary complex was created last year to induce structural activity correlation between pH-responsive glycans. As a result, the main lock of PLH-NH_2 and the ternary complex of PLL-Lac were successfully synthesized. Specific results are described below. DNA/PVI-NH_2/PLL-Lac complex is neutral at pH 7.4, particle diameter 370nm and potential 100 nm. When the external pH value decreases to pH 5.0, the particle diameter decreases to about 290nm, and the potential increases to +16 mV. Successful induction of "structural shift of DNA complex due to micro-pH in vivo". DNA/PVI-NH_2/PLL-Lac ternary complex was dissociated in the presence of sulfuric acid. Triad complex DNA stability is maintained when the target site is reached, DNA dissociation is promoted after cytoplasmic migration, and "non-invasive gene therapy" is created. In addition, the existing excellent pH-responsive polymers have been successfully used for the development of cell selection and toxicity. The above research results are expected to lead to the development of new research areas and new technologies.