アデノウイルスを模倣した核膜孔選択的崩壊型ナノ構造体による外来遺伝子の核移行亢進

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本研究では、治療用遺伝子を効率よく核内へ送達するMENDを構築する事を目的としている。本年度は、in vivoへの遺伝子デリバリー技術の構築を目標とし、肝臓(肝臓実質細胞)を標的とした遺伝子送達システムの開発研究に取り組んだ。肝臓疾患に対する遺伝子治療は極めて有用な治療法となると考えられているが、遺伝子キャリアを静脈内投与した場合に、肝臓における遺伝子発現が極めて低いことが現状である。この原因として、肝臓の代謝組織としての性質上、肝臓マクロファージによる貪食や、肝実質細胞のリソソーム系、ミクロソーム系による分解が考えられる。さらに、肝実質細胞は非分裂細胞であることから核膜透過も大きな障壁となっていることが想定される。したがって、遺伝子キャリアに対して、これらの障壁を克服可能な工夫を施すことが重要である。1)細胞内動態制御素子(GALA、糖)を用いた肝臓への遺伝子デリバリー肝実質細胞における細胞内動態の改善の観点から肝臓で効率的な遺伝子発現を可能とするMENDの開発を試みた。最初に、肝臓への遺伝子送達に適したMENDの基本脂質組成を検討し、カチオン性脂質とcholesterolから構成される脂質組成が適していることを見出した。次に、MENDに機能性素子を修飾することで、細胞内動態の改善を試みた。まず、エンドソーム脱出素子であるGALAを修飾することで遺伝子導入効率の上昇が認められた。さらに、核移行性素子てある糖(maltotriose)の修飾により遺伝子導入効率を大きく上昇させることが可能となった。2)マクロファージによる認識回避戦略に基づいた肝臓への遺伝子デリバリー肝臓マクロファージによる認識を回避することで肝実質細胞への選択性の向上を目指して、生体適合性を有するMPCポリマーを用いた戦略を考案した。MENDにMPCおよびGALAを修飾することで遺伝子導入効率が大きく向上した。また、ここで開発されたMENDの遺伝子導入効率および肝傷害を評価することで遺伝子キャリアとしての有効性および安全性を評価した。その結果、市販の遺伝子導入試薬を含む他のin vivo遺伝子キャリアと比較して、MENDは高効率かつ低毒性な遺伝子キャリアであることが示唆された。