Development of visualized nano-DDS agents targeting brain by RNA aptamers and quantum dots

本研究の目的は、脳薬剤送達（脳DDS）分子・技術の確立を実現するアプタマー分子の創製と蛍光分子によるその視覚的評価法の確立を目的とする。初年度は、受容体介在性の経細胞輸送（RMT）を利用した脳へのDDS戦略実現の有力標的であるトランスフェリン受容体（TfR）やインスリン受容体(IR）を対象として、独自の手法で特異性と親和性が高いアプタマー分子の同定と分子サイズの最適化（短鎖化）に取り組んだ。その結果、両受容体に対して特異的に結合する分子の同定に成功し、結合力を維持した状態で最適化（短鎖化）することができた。また、各受容体とその内在性リガンドとの結合への影響をSPR解析法にて調べた結果、IRに対するアプタマーは内在性リガンドの受容体結合に干渉しない、つまり個体の生理機能に影響しない分子であることが示唆された。このことから、今後この抗IRアプタマーを脳DDS分子として用いることとした。次いで、従来の蛍光標識法を利用してin vivoイメージングがどの程度可能か判断するため、汎用される蛍光分子（Alexa670）を抗IRアプタマーの末端に標識しヌードマウスに投与（10 mg/kg b.w., i.p.）した。投与3時間後、分子の局在をIVISイメージング装置にてマウス全身の蛍光画像で確認した結果、腹腔内臓器における蛍光が観察されたが、頭部（脳）での蛍光は検出できなかった。各種臓器を摘出後、同装置で蛍光を観察したところ、腹腔内臓器に加え、脳組織においても蛍光を観察することができた。これらの結果から、創製分子が脳へ送達されている可能性が十分にあり、また通常の蛍光標識では当該分子の脳への送達をin vivoイメージングで捉えることは難しいことが確認できた。

本研究の目的は、脳薬剤送達（脳DDS）分子・技術の確立を実現するアプタマー分子の創製と蛍光分子によるその視覚的評価法の確立を目的とする。初年度は、受容体介在性の経細胞輸送（RMT）を利用した脳へのDDS戦略実現の有力標的であるトランスフェリン受容体（TfR）やインスリン受容体(IR）を対象として、独自の手法で特異性と親和性が高いアプタマー分子の同定と分子サイズの最適化（短鎖化）に取り組んだ。その結果、両受容体に対して特異的に結合する分子の同定に成功し、結合力を維持した状態で最適化（短鎖化）することができた。また、各受容体とその内在性リガンドとの結合への影響をSPR解析法にて調べた結果、IRに対するアプタマーは内在性リガンドの受容体結合に干渉しない、つまり個体の生理機能に影響しない分子であることが示唆された。このことから、今後この抗IRアプタマーを脳DDS分子として用いることとした。次いで、従来の蛍光標識法を利用してin vivoイメージングがどの程度可能か判断するため、汎用される蛍光分子（Alexa670）を抗IRアプタマーの末端に標識しヌードマウスに投与（10 mg/kg b.w., i.p.）した。投与3時間後、分子の局在をIVISイメージング装置にてマウス全身の蛍光画像で確認した結果、腹腔内臓器における蛍光が観察されたが、頭部（脳）での蛍光は検出できなかった。各種臓器を摘出後、同装置で蛍光を観察したところ、腹腔内臓器に加え、脳組織においても蛍光を観察することができた。これらの結果から、創製分子が脳へ送達されている可能性が十分にあり、また通常の蛍光標識では当該分子の脳への送達をin vivoイメージングで捉えることは難しいことが確認できた。