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非ウィルス性遺伝子治療
~新しい遺伝子ベクターの設計と医療への応用~

長田 健介(量子科学技術研究開発機構)

発明のポイント

非ウィルスベクター(高分子pDNA複合体)を用いた遺伝子治療用技術を開発

非ウィルスベクターの特長

  • ・高い安全性(免疫原性やゲノムへの組込みリスクが低い)
  • ・静脈投与可能(ウィルスベクターは静脈投与が困難)
  • ・運べる遺伝子サイズに制限なし(アデノ随伴ウィルス:4800残基まで ⇐ ヒト遺伝子平均:8446残基)
本遺伝子治療のメカニズム

発明の概要

【高分子pDNA複合体の高次構造】

高分子(PEGブロック共重合体注))の種類を変えて様々な高次構造を実現

ひも体
リング体
ロッド体
グロビュール体

二本鎖DNA

解く(熱融解@95℃)

一本鎖DNA

極小球体

治療戦略によって使い分け

注)PEG:ポリエチレングリコール

発明の優位性

【膵臓がん治療への応用】

・一般的な固形がん
100 nm程度の粒子が血管の隙間を抜け、がん組織に集積(EPR効果)
・膵臓がん
血管とがん巣の間に繊維性の間質 ⇒ がん組織へ到達するには50 nm以下の粒子が必要
  • ① ロッド体(76 nm)により、血管/間質で血管を作らせないタンパク質を発現させる治療法
  • ⇒ がん増殖を間接的に抑制
  • ② 極小球体(26 nm)により、がん細胞に遺伝子を発現させる治療法
  • ⇒ がん細胞を直接的に殺傷

膵臓がん組織周辺の環境(模式図)

非ウィルスベクターを用いた膵臓がんの遺伝子治療効果(マウス)

①ロッド体による抑制効果
Biomaterials 2017
  • 注)cRGDペプチドをPEG末端に導入
  •  がん血管に出ている『インテグリン』に結合
②極小球体による殺傷効果
ACS Nano 2019

非ウィルスベクターによる治療により、膵臓がんの増殖抑制を確認

想定される用途

  • ◎ 膵臓がんをはじめとする難治性がん治療剤としての利用
  • ◎ 遺伝子疾患の根本的治療への応用(免疫不全疾患に対する治療剤など)
  • ◎ 遺伝子編集やワクチンへの応用

ライセンス可能な特許

発明の名称:核酸内包高分子ミセル複合体及びその製造方法
国際公開番号:WO2015/020026
登録番号:特許第6108369号米国10046065

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