Drug discovery for fragile X syndrome based on the small molecular ligands that form self-assembles on the CGG repeats

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本研究では、DNA中のCGGリピート配列に協奏的に自己集積する低分子を基盤に、リピート数増加に伴い発症する脆弱X症候群(FXS)に対する低分子創薬を目指す。FXSの原因遺伝子であるFMR1遺伝子にはCGGリピート領域があり、このリピート数が55以下では正常であるのに対し、200以上では遺伝子が転写されず、発症する。近年、CGGリピート領域のシトシン５位メチル化の阻害が、FMR1遺伝子転写を活性化し、症状を軽減させることがわかり、新しい創薬戦略として注目されている。本研究では我々が開発したCGGリピート配列に自己集積する低分子を基盤に、疾患モデル細胞のFMR1遺伝子の転写を活性化、さらには、翻訳活性化を検証し、FXSに対する新しい創薬を目指す。2021年度までに、FMR1遺伝子のCGGリピートが伸長したヒトX 染色体を微小核融合した細胞株を用いてCGGリピート作用薬のスクリーニングを行い、FMR1 mRNA発現を上昇させるGW283を同定した。FMR1 mRNA発現が全く認められないFXS由来線維芽細胞においてDNA脱メチル化剤5-aza-2-deoxycytidineとGW283を混合処置することで、FMR1 mRNA発現を上昇させることができた。2022年度は、FXS由来線維芽細胞でFMRPタンパク質発現解析を行った。しかしながら、タンパク質発現の上昇は見られなかった。FXS患者由来細胞を用いて検討でも同様にFMR1 mRNAの発現上昇がみられたものの、タンパク質発現は上昇しなかった。CGGリピートを含むオリゴDNA2本鎖のシトシン5位メチル化に対するGW283の阻害効果を調べたところ、CGGを単独でもつ配列にくらべてメチル化阻害が観測された。このことからGW283はCGGリピートの再メチル化を阻害することによってFMR1 mRNAの発現を上昇させたものと考えられる。