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

基于在 CGG 重复上形成自组装的小分子配体的脆性 X 综合征药物发现

• 批准号: 21H02612
• 负责人: 佐々木 茂貴
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Nagasaki International University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02612/
• 关键词: 脆弱X症候群; リピート病; FMR1遺伝子; CGGリピー; 低分子創薬; CGGリピート; 転写活性化; 翻訳活性化; 低分子リガンド; 分子集積薬; 遺伝子発現促進; FMR1

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。

This study provides an indication of low molecular weight DNA binding in fragile X syndrome (FXS), which is associated with increased levels of CGG binding and self-accumulation in DNA. FXS causes the transmission of FMR1, CGG, and the number of FMR1 transmissions is less than 55, normal, and more than 200. In recent years, CGG has been active, symptoms have been reduced, and new drugs have been created. The present study provides an opportunity to demonstrate the activation of FMR1 gene in CGG cells and FXS cells by activating FMR1 gene in these cells. In 2021, FMR1 mRNA expression increased and GW283 remained stable. FMR1 mRNA expression is fully recognized in FXS derived cells. DNA fragmentation is a mixed treatment of 5-aza-2-deoxycytidine and GW283. FMR1 mRNA expression is increased. In 2022, FXS was analyzed for the development of FMRP from line-derived cells. The quality of the product is rising. FMR1 mRNA expression increased in FXS patients-derived cells when they were examined in vitro. CGG is a unique combination of DNA2, 5-position DNA, and GW283. The expression of FMR1 mRNA was inhibited by CGG reactivation.

项目成果

長崎国際大学薬学部薬学科ゲノム標的創薬学研究室

长崎国际大学药学部药学系基因组靶向药物发现实验室

ゲノム標的創薬学研究室

基因组靶向药物发现实验室

CGGリピートRNAの構造変換を誘起する1,3-diazaphenoxazine誘導体の開発

开发诱导 CGG 重复 RNA 结构转变的 1,3-二氮杂吩恶嗪衍生物

• 发表时间: 2022
• 作者: 村瀬 裕貴;永次 史;佐々木 茂貴
• 通讯作者: 佐々木 茂貴

CGG-リピートRNA に結合する低分子型G-clamp 誘導体の開発

开发结合 CGG 重复 RNA 的低分子量 G 夹衍生物

• 发表时间: 2021
• 作者: 村瀬 裕貴;永次 史;佐々木 茂貴
• 通讯作者: 佐々木 茂貴