アンチセンス医薬品の細胞内送達に関与する分子群の機能解析

近年、アンチセンスやsiRNAに代表される核酸医薬品の開発が進展しており、治療法のない遺伝性疾患や難治性疾患に対する次世代医薬品として注目を集めている。2023年5月現在、アンチセンス医薬を中心に17品目の核酸医薬品が上市されているが、その潜在的な課題として細胞内への送達効率が低い点が指摘されている。この課題に対して、オリゴ核酸を構成する核酸の化学修飾、オリゴ核酸の末端の修飾（脂質、糖などの付加）、送達キャリアの活用など、膜あるいは膜タンパク質との親和性を高める試みが行われているが、実用化の観点から更なる技術革新が望まれている。我々はこれまでに、アンチセンスの細胞内取り込みに関与する遺伝子を探索するために、「GFP発現細胞に対してGFP RNAを分解するRNA分解型アンチセンスを添加し、GFP蛍光をモニターするアッセイ系」と「スプライシング制御型アンチセンス(SSO)を用いたジストロフィン遺伝子の特定のエクソンのスプライスアウトを検出する系」の2種類のスクリーニング系を構築し、候補遺伝子群を特定し、膜タンパク質や細胞内輸送に関連するタンパク質など細胞内取り込みに関与する可能性のあると思われる遺伝子について、遺伝子破壊株及び過剰発現株の樹立を行ってきた。本年度は、昨年度に樹立した候補遺伝子の遺伝子破壊株及び過剰発現株の詳細な性状解析を行った。鎖長、配列の異なる様々なRNA分解型アンチセンスを用いてRNA分解能の効果を解析した結果、複数の遺伝子破壊株で全てのアンチセンスにおいて有効性が顕著に低下することが確認された。また、これらの遺伝子の過剰発現株においては、複数のアンチセンスのRNA分解活性の増大が観測された。

近年、アンチセンスやsiRNAに代表される核酸医薬品の開発が進展しており、治療法のない遺伝性疾患や難治性疾患に対する次世代医薬品として注目を集めている。2023年5月現在、アンチセンス医薬を中心に17品目の核酸医薬品が上市されているが、その潜在的な課題として細胞内への送達効率が低い点が指摘されている。この課題に対して、オリゴ核酸を構成する核酸の化学修飾、オリゴ核酸の末端の修飾（脂質、糖などの付加）、送達キャリアの活用など、膜あるいは膜タンパク質との親和性を高める試みが行われているが、実用化の観点から更なる技術革新が望まれている。我々はこれまでに、アンチセンスの細胞内取り込みに関与する遺伝子を探索するために、「GFP発現細胞に対してGFP RNAを分解するRNA分解型アンチセンスを添加し、GFP蛍光をモニターするアッセイ系」と「スプライシング制御型アンチセンス(SSO)を用いたジストロフィン遺伝子の特定のエクソンのスプライスアウトを検出する系」の2種類のスクリーニング系を構築し、候補遺伝子群を特定し、膜タンパク質や細胞内輸送に関連するタンパク質など細胞内取り込みに関与する可能性のあると思われる遺伝子について、遺伝子破壊株及び過剰発現株の樹立を行ってきた。本年度は、昨年度に樹立した候補遺伝子の遺伝子破壊株及び過剰発現株の詳細な性状解析を行った。鎖長、配列の異なる様々なRNA分解型アンチセンスを用いてRNA分解能の効果を解析した結果、複数の遺伝子破壊株で全てのアンチセンスにおいて有効性が顕著に低下することが確認された。また、これらの遺伝子の過剰発現株においては、複数のアンチセンスのRNA分解活性の増大が観測された。