成果報告書詳細
管理番号20100000001532
タイトル*平成21年度中間年報 基礎研究から臨床研究への橋渡し促進技術開発/橋渡し促進技術開発 臓器線維症に対するVAーポリマーーsiRNAを用いた新規治療法の開発
公開日2011/4/20
報告書年度2009 - 2009
委託先名日東電工株式会社
プロジェクト番号P07022
部署名バイオテクノロジー・医療技術開発部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等
(1) VA-ポリマー~siRNA を用いた肝硬変治療薬の開発
VA-ポリマー~siRNA の開発
慢性的な感染症、自己免疫疾患、代謝性疾患、組織損傷等はしばしば標的臓器の線維症をともなう。線維症は慢性疾患の結果産物という側面のみならず、それ自体がさらなる組織障害を引き起こし臓器の機能不全をもたらすが、これまで臓器線維症を特異的に、しかも有効に治療する方法は皆無であった。最近、ほぼ全ての臓器線維症には同じ機序、つまり星細胞からの過剰なコラーゲン産生が関与していることが明らかにされつつある。本事業では、星細胞を標的としてコラーゲン分泌を特異的に抑制するsiRNAを送達することにより、線維化を治療するという新規基礎研究成果を臨床現場に橋渡しをすることを目的する。
本事業の研究開発責任者である新津らは、星細胞がビタミンA(VA)を細胞内に取り込む性質があることに着目し、これを選択的に薬物を送達するためのリガンドとして用いることを検討した。そしてコラーゲン分子の構築に関わる分子シャペロンであるHSP47 を標的とするsiRNA を、VA を混合したリポソーム型キャリアーを用いて投与することにより、肝硬変モデル動物において線維化部位の消滅および肝組織の再生に至る完全治癒が可能なことを見出した。しかしながら、この概念を実際に医薬品として治療の現場に展開するにあたっては、VA 共存に伴うリポソーム粒子の不安定化と、リポソームと実際に会合するVA の定量的制御など、製剤化における課題が存在する。そこでVA を定量的かつ安定にsiRNA の担体に付与し、かつ生体へ投与した際の安全性の担保に耐えうる材料として、生分解性ポリマーに着目した。
今年度は、VA-ポリマーを実際に大スケールで製造することを見越して、再現性よい重合手順を検討するとともに、VA-ポリマーの構造のうちsiRNA 導入効率を高めるのに重要な構造の網羅的な検討を行うべく400 種以上のVA-ポリマーを合成した。それらのVA-ポリマーについてin vitro での評価により、候補化合物を4 種まで絞り込んだ。またヒトHSP47 およびラットgp46 の遺伝子に対する、共通配列のsiRNA を設計し、それによりコラーゲン過剰産生の原因細胞である活性化星細胞にアポトーシスを誘導して能動的に除去できることを確認した。そこで今後はこれらの最適化を行って最終的な組成を選択し、それをもって治験許可申請を行うための薬効、薬物動態、安全性などの検討を行う。
英文要約Title: Development of therapeutic modality for fibrosis by the use of VA-polymer-siRNA. (FY2008-FY2009) FY2009 Annual Report
Fibrosis is triggered by multiple factors for example chronic infectious diseases, metabolic diseases and tissue damage. Recently, it was revealed that the major cause of fibrosis is over production of collagen by stellate cells. In this project, we will develop a novel therapy for fibrosis by delivering siRNA that specifically suppresses collagen secretion by activated stellate cells in the tissue. As stellate cells are known to accumulate vitamin A (VA), the principal investigator of this project proposed a system that delivers siRNA targeting HSP47 gene, which is a molecular chaperone of collagen processing, by the use of synthetic carrier coupled with VA. Previously, we successfully conducted a proof-of-concept study that polymer compound that possesses VA (VA-polymer) can be utilized as an siRNA delivery platform for liver cirrhosis therapy. In FY2009, we carried out a rational screening of VA-polymer structure in order to improve siRNA delivery performance. Finally, we found out 4 candidates from more than 400 compounds. Also, siRNA sequence candidates for human HSP47 were designed and its therapeutic efficacy was confirmed by both in vitro and in vivo assays. Those VA-polymer candidates and siRNA will be formulated and optimized in order to obtain the final composition for IND application. Moreover, the same stellate cell targeting principle was applied to imaging of liver cirrhosis. Fluorescently labeled VA-carrier was administrated to liver cirrhosis model mice, then the animals were observed by in vivo imaging system. The distribution of fluorescence was mainly observed only in cirrhotic liver by the use of VA-carrier, thus it was confirmed that VA-carrier is highly potent as a delivery platform for non-invasive diagnosis of fibrosis. In FY 2010, VA-carrier with actual imaging agent(s), for example radioscintigraphy and magnetic resonance imaging diagnosis, will be designed.
On the other hand, the mechanism of the treatment, especially the functions of VA-polymer-siRNAgp46 in hepatic stellate cells (HSC) are still unclear. Since last year, we discovered that siRNAgp46 induced apoptosis of activated HSC and eventually suppressed collagen deposition, however quiescent HSC was not sensitive to siRNAgp46-induced apoptosis. Also, it was confirmed that survival of quiescent HSC was independent from existence of collagen. Moreover, after series of siRNA injection to normal rats, no significant change in blood biochemistry, histology, distribution of quiescent HSC, cytokine induction, and immunoglobulin level. Those results strongly support safety of this therapy.
Previously we reported that this therapy is not just resolve fibrosis but also leads regeneration of liver tissue after treatment. In order to prove that liver stem cells play a main role of liver regeneration, differentiation and proliferation of GFP expressing liver stem cells are being traced during treatment of liver cirrhosis in vivo now.
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