microRNA封入ナノ粒子による癌治療

microRNA封入ナノ粒子による脳腫瘍治療

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脳は生体にとって極めて重要な臓器であるため、脳外血管から流入する血液と脳組織液との間の物質交換を制限する血液脳関門(blood-brain barrier)があります。
この血液脳関門により、脳にとって重要な物質は脳外血管から脳内に通過し、逆に抗がん剤のような毒性を有する薬剤は通過しません。そのため、脳腫瘍に対して効果がある抗がん剤は非常に少ないのが現状です。

当院のナノ粒子封入microRNAは、脳に対して毒性を有さず、血液脳関門を通過し、かつ脳腫瘍に集中的に到達する薬剤です。

以下に血液脳関門通過型ナノ粒子封入microRNAについて説明致します。

全ての生命情報は細胞内のDNAに保存・蓄積されています。
microRNAはこの生命情報を継承するDNAの複製時の設計調整を担う物質です。[図1]

まず核内のDNA情報をコピーしたmRNAにより、細胞質内において同一のDNA情報が複製されます。この時、設計図の最終調整を行うのがmicroRNAです。microRNA発現量が減少すると、設計図を基に行われるDNA複製を制御できず、異常なタンパク質が合成されたり、分裂した細胞も癌化すると考えられています。

[図1] microRNA

microRNA

したがって、microRNAを補充することにより、正常なDNA複製が行われ、異常タンパクの合成を阻害することが可能です。【詳しくはこちら

ただ、microRNAは直接血管内に投与すると破壊されるため、ナノサイズの粒子に封入・保護します。[図2]

[図2] microRNA封入ナノ粒子

図2

このmicroRNA封入ナノ粒子は100ナノ以下のため正常血管外へ漏出せず、また監視機構(網内系)に捕捉・処理されないため血管内を滞留しながら循環し続け、順次、癌組織へ到達します。[図3] DDS(Drug Delivery System)とは必要な薬剤を必要な量・時間だけ目的組織へ送達する治療法

[図3]  DDS(Drug Delivery System)

図3

ただ、脳には、脳外血管から流入する血液と脳組織液との間の物質交換を制限する血液脳関門(blood-brain barrier)があり、脳にとって重要な物質は脳外血管から脳内に通過し、逆に抗がん剤のような毒性を有する薬剤は通過しません。
当院のナノ粒子封入microRNAは、脳に対して毒性を有さず、血液脳関門を通過し、かつ脳腫瘍に集中的に到達する薬剤です。

その理由として、一般に受動拡散により血液脳関門を通過して脳内に到達できる薬剤は概ね450Da未満の低分子で、脂溶性かつ水素結合数6個以下という特性を有するものに限定されますが、当院のナノ粒子は上記の条件を満たしています。

また、脳はほとんどグルコース(糖質)のみをエネルギー源としているため、血液脳関門を構成する血管内皮細胞にはグルコースに対するアンテナであるGLUT-1(グルコース輸送蛋白)が豊富に存在し、99%以上の糖は透過して脳神経細胞やグリア細胞に利用されます。

そのGLUT-1を介して脳内への通過を向上させるため、当院のナノ粒子の表面には高濃度のグルーコースを配合しています。[図4]

[図4] 血液脳関門通過型ナノ粒子

図4

microRNA封入ナノ粒子はグルコースを含有しているため、癌細胞表面に過剰発現しているGLUT(グルコース輸送蛋白)により癌細胞内部に取り込まれ、エンドソーム内の酸性環境(pH6.0)以下にて崩壊しmicroRNAが放出され癌細胞は自然死(アポトーシス)します。[図5]

[図5] 癌細胞による貪食作用

図5

現在、癌に対するmicroRNA治療は全世界の医療施設・研究機関において多くの試みがなされており、先端医療としての期待も高く、癌治療の最前線に位置づけられています。

当院では、microRNAを、血液脳関門を通過するナノ粒子に封入し、脳腫瘍の完全治癒を目指した治療を行います。
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