オリゴシルセスキオキサンを用いた次世代型遺伝子導入剤の開発

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現在、遺伝子をクスリに用いる遺伝子治療の開発が精力的に進められている。この治療法において、DNAやRNAなどの遺伝子を体内の標的細胞に送り届ける必要がある。運搬を担うカプセルをベクターと呼ぶが、このベクターを遺伝子と複合化させて、標的細胞に送達し、かつ標的細胞内へ侵入し、遺伝子を細胞内に放出して初めて遺伝子がクスリとして働く。遺伝子治療において、このベクターの性能が遺伝子発現の効率、最終的には治療効果に大きく左右する。本研究の目的は、新規構造のベクターを全く新しい概念に基づいて開発することである。特に、従来用いることができなかったクラスの遺伝子を治療に適用できるようにすることとが目標である。申請者が開発した環境応答性の中空シリカ粒子を遺伝子のベクターに用いる。サイズがサブ100 nmの粒子で内部に大きな空孔を有し、かつカプセル膜には細胞内で崩壊するように設計されている。遺伝子をこの空孔に閉じ込めたまま細胞に取り込ませ、細胞に取り込ませ、遺伝子発現ができることを実証する。初年度は、内包する遺伝子を傷つけずにカプセル内に封止する技術の開発を目標とした。これを達成するために、適当な保護剤を選択し、これを遺伝子と複合化しつつ壁材で被覆してカプセル化することを検討した。最適な材料の探索および調製条件の最適化を図った。生体に無害で水溶性の糖が遺伝子の保護剤に適用できるかを調べた。種々の糖類でナノ粒子化を検討し、続いてシリカで被覆するときの条件を明らかにした。その結果、限られた種類ではあるが、特定の糖類でナノ粒子構造が形成できることがわかった。さらに、シリカ膜で被覆する反応条件を明らかにした。さらに、カプセル表面の修飾を施し、血中や細胞液など高塩濃度の水溶液中に分散させることに成功した。以上のようにして、今後研究を進めていく上で根幹となる知見を揃えることができた。