全身投与を介した脳へのmRNA送達戦略 -中枢神経系疾患の新たな治療基盤として期待-

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2026-05-11 東京科学大学

東京科学大学などの研究チームは、mRNAを全身投与によって脳へ効率的に送達できる高分子ベースの新規ナノキャリアを開発した。mRNA医薬は多様なタンパク質を産生可能な一方、血液脳関門(BBB)による脳移行制限と血中不安定性が実用化の障壁となっていた。研究では、ポリエチレングリコールとカチオン性高分子からなるミセル型ナノ粒子を設計し、トリフェニルホスホニウム(TPP)導入によってmRNAとの強固な複合化を実現した。さらに、pH応答性構造によりエンドソーム脱出を促進し、細胞質へのmRNA移行効率を向上させた。加えて、トランスフェリンレセプター1(TfR1)標的抗体を粒子表面へ修飾することで脳移行性を高め、脳内タンパク質発現量を初期設計比で約10倍に増強した。成果は、アルツハイマー病など中枢神経系疾患に対する非侵襲的mRNA治療基盤として期待される。

全身投与を介した脳へのmRNA送達戦略 -中枢神経系疾患の新たな治療基盤として期待-
図1. 本研究の概要

<関連情報>

トランスフェリン受容体1を標的とするイオン化可能な高分子ミセルは、脳への全身性mRNA送達を促進する Ionizable Polymeric Micelles Targeting Transferrin Receptor 1 Enhance Systemic mRNA Delivery to the Brain

Jumpei Norimatsu,Hayato L. Mizuno,Yuki Mochida,Shigeto Fukushima,Satoshi Uchida,Horacio Cabral,and Yasutaka Anraku
Molecular Pharmaceutics  Published: April 13, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.5c01925

Abstract

mRNA-based therapies hold immense potential for treating a plethora of diseases. However, their application to central nervous system (CNS) disorders remains limited due to biological barriers, such as rapid degradation in circulation, restricted brain access, and endosomal entrapment within cells. To address these challenges, we developed a polymeric micelle-based nanocarrier capable of systemically delivering mRNA to the brain. This system employed triphenylphosphonium (TPP) as a cationic moiety to stably complex with mRNA and prolong its blood circulation. TPP was introduced into a PEG–polyaspartamide derivative bearing diethylenetriamines, whose pH-responsive ionizable amines facilitated endosomal escape. For brain targeting, antibody fragments against transferrin receptor 1 were conjugated to the PEG shell at a controlled density via click chemistry. This rational, multifaceted design enabled robust in situ protein production in the brain following systemic administration, achieving around a 10-fold increase compared to our initial formulation, while exerting lower impact on off-target expression in other organs. Our system offers a promising platform for systemic mRNA delivery to the brain, opening new avenues for treating CNS disorders.

生物化学工学
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