●第 51 回日本人工臓器学会大会 Young Investigator’s Award 受賞レポート Cell differentiation therapy by the novel biodegradable nanoparticles to control histone modification ＊ 1 首都大学東京大学院都市環境科学研究科分子応用化学域，＊ 2 国立成育医療センター研究所周産期病態研究部 浅羽 祐太郎＊ 1，朝山 章一郎＊ 1，中林 一彦＊ 2，川上 浩良＊ 1 Yutaro ASABA, Shoichiro ASAYAMA, Kazuhiko NAKABAYASHI, Hiroyoshi KAWAKAMI 1. 背景と目的 近年，エピゲノム解析が急速に発展したことで，多くの疾 患の発症メカニズムが明らかにされつつあるが，エピゲノ ムを工学的に制御する技術は未だ確立されていない。当研 図 1 EpC キ ャ リ ア を 添 加した HL60 細胞の 顆粒球への分化率 究室は，遺伝子発現を支配する DNA メチル化とヒストン修 飾を工学的に制御することにより，全く新しい遺伝子発現 制御に繋がるエピジェネティクス工学の確立を目的として いる。同時に，エピジェネティクス工学を通じて，疾患細胞 た細胞と比較してアセチル化ヒストン量が 1.5 倍程度増加 を正常細胞へ分化誘導させる，細胞分化治療の確立を目指 していた。さらに，日数を追うごとにアセチル化量の上昇 している。 が認められた（data not shown） 。これは，EpC キャリアの 本研究では，細胞分化治療モデルとして，ヒストンアセ 生分解性により，プラスミド DNA や TSA が持続的に放出 チル化酵素（CAF）を発現するプラスミド DNA と，ヒスト されたことに起因すると考えられる。細胞分化率評価の結 ン脱アセチル化酵素（HDAC）の阻害剤（トリコスタチン A, 果を図 1 に示す。培養 8 日目において，TSA のみを添加す TSA）を同時封入可能な新規生分解性ナノ粒子（エピジェ ると，36％の細胞が分化した。このとき，プラスミド DNA ネティクスコントロールキャリア：EpC キャリア）を用い （CAF）と PLA のみを添加した細胞では，分化は確認されな て，ヒト骨髄性白血病細胞（HL60）の顆粒球への分化誘導 かった。一方，EpC キャリアを投与した細胞の分化率は を試みたので報告する。 59％であった。これらの結果は，TSA が CAF と拮抗する 2. HDAC3 を含む種々の HDAC を阻害することで，相対的に 方 法 内在性ヒストンアセチル化酵素の機能が高まったことに加 EpC キ ャ リ ア は，ポ リ 乳 酸（PLA）・ カ チ オ ン 性 脂 質 え，プラスミド DNA より発現した CAF によるアセチル化 （lipid）・プラスミド DNA（CAF）・TSA を用いて調製した。 も強まり，高い分化率を示したためと考えられる。さらに， 得られた EpC キャリアを HL60 細胞に投与した後，細胞内 ウエスタンブロットの結果と同様に，EpC キャリアの持つ アセチル化ヒストン量を，ウエスタンブロット法により評 徐放性により，日数を追うごとに分化率が向上したことが 価した。顆粒球への分化率は，nitro-blue tetrazolium（NBT） 示された。 染色から算出した。 3. まとめ 4. 結果・考察 本研究より，EpC キャリアがヒストンアセチル化制御お ウエスタンブロットの結果，EpC キャリアを投与した よび細胞分化治療に有用であることが示された。現在，エ HL60 細胞は，プラスミド DNA（CAF）や TSA のみを投与し ピジェネティクス修飾の網羅的な制御を行い，様々な疾患 に対する治療への応用を目指し，さらなる研究を行ってい ■著者連絡先 首都大学東京大学院都市環境科学研究科分子応用化学域 （〒 192-0397 東京都八王子市南大沢 1-1） E-mail. [email protected] 50 る。 本稿の全ての著者には規定された COI はない。 人工臓器 43 巻 1 号 2014 年
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