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脊髄小脳変性症31型を標的とする低分子の作用機序解明と毒性リピートRNA機能抑制

阐明小分子靶向脊髓小脑变性 31 型和抑制毒性重复 RNA 功能的作用机制

基本信息

批准号：
20H02880
负责人：
柴田知範
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

脊髄小脳変性症31型(SCA31)は、TGGAAリピートの16番染色体への異常挿入が原因で発症する難治性疾患であり、挿入されたリピートから転写されるUGGAAリピートRNAが関与するRNA介在性神経変性疾患である。本研究では、UGGAAリピート結合性低分子(NCD)を手掛かりに、毒性リピートRNAが関与する発症機構及び低分子による毒性機能阻害機構を分子レベルで理解することにより、SCA31の発症機構の解明及び低分子を用いた治療法開発に資する有効な分子ツールの開発を目指す。異常伸長したリピートRNAは、細胞核内ではRNA結合タンパク質を捕捉し、RNA凝集体を形成する。また細胞質ではリピートペプチドへと翻訳されるなどリピートRNAの細胞内局在により機能が異なるため、リピート結合低分子の細胞内局在は、低分子によるリピートRNAの機能阻害機構を理解する上で重要である。2022年度の研究では、UGGAAリピート結合分子であるNCDの細胞内局在を解析するために、蛍光色素であるニトロベンゾオキサジアゾール(NBD)を標識したNBD-NCDを合成した。NBD-NCDとUGGAAリピートの相互作用を二本鎖融解温度測定、円偏光二色性測定、コールドスプレーイオン化質量分析、表面プラズモン共鳴法により調べたところ、NBD-NCDは、NCDよりもUGGAAリピートに対して低い結合親和性を示したが、UGGAAリピートに対する結合活性を保持していることが明らかとなった。NBD-NCDがUGGAAリピートに結合すると蛍光が消光することも明らかになった。また蛍光顕微鏡によるNBD-NCDの細胞内局在解析では、NBD-NCDが細胞質及び核内に分布していることが示唆された。

SCA31 is a refractory disease caused by abnormal insertion of TGGAA gene into chromosome 16. The present study is aimed at understanding the molecular mechanisms involved in the development of UGGAA-binding low molecular weight (NCD) molecules, their mechanisms of toxicity, RNA and low molecular weight (LMW) functional barriers, and the development of molecular mechanisms for the development of SCA31 mechanisms and low molecular weight (LMW) therapeutic approaches. Abnormal elongation of RNA in the nucleus of the RNA binding protein capture, RNA aggregate formation Cytoplasmic RNA binding to low molecular weight RNA is important for understanding its functional mechanisms. In 2022, the UGGAA binding molecule was identified as NBD-NCD in the intracellular analysis and synthesis of NBD. The interaction between NBD-NCD and the UGGAA tablet has been adjusted by dual lock melting temperature measurement, circular polarization dichroism measurement, CCD laser mass analysis, and surface resonance method. This is because NBD-NCD has demonstrated a low binding affinity for the UGGAA tablet and maintains its binding activity for the UGGAA tablet. NBD-NCD is the first time that the UGGAA has been used. NBD-NCD was analyzed by optical microscopy, and its distribution in cytoplasm and nucleus was shown.

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Evaluation of APOBEC-catalyzed cytosine deamination for the repeat DNAs

APOBEC 催化胞嘧啶脱氨基作用对重复 DNA 的评估

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Luyan Zhang;Tomonori Shibata;Asako Murata;Kazuhiko Nakatani
通讯作者：
Kazuhiko Nakatani

Short Tandem Repeat Contractions during In Vitro DNA Synthesis by Repeat-binding Molecules

重复结合分子体外 DNA 合成过程中的短串联重复收缩

DOI：
10.1246/cl.210415
发表时间：
2021
期刊：
Chemistry Letters
影响因子：
1.6
作者：
Hagihara Masaki;Dohno Chikara;Saito Kaoru;Sugimoto Kazuhiro;Hishinuma Yuta;Sohma Yuri;Shibata Tomonori;Nakatani Kazuhiko
通讯作者：
Nakatani Kazuhiko

Small molecule targeting UGGAA pentanucleotide repeat alleviates disease phenotype in spinocerebellar ataxia type 31

靶向 UGGAA 五核苷酸重复序列的小分子可减轻 31 型脊髓小脑共济失调的疾病表型

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
○Tomonori Shibata;Konami Nagano;Morio Ueyama;Kensuke Ninomiya;Tetsuro Hirose;Yoshitaka Nagai;Kinya Ishikawa;Gota Kawai;Kazuhiko Nakatani
通讯作者：
Kazuhiko Nakatani

Control of RNA Foci Formation by Photo-Switchable Ligands

通过光切换配体控制 RNA 焦点形成

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yusuke Fujiwara;Tomonori Shibata;Chikara Dohno;Kazuhiko Nakatani
通讯作者：
Kazuhiko Nakatani

Alleviation of RNA toxicity by a small molecule targeting UGGAA repeat in spinocerebellar ataxia type 31

靶向 UGGAA 重复序列的小分子减轻 31 型脊髓小脑共济失调中的 RNA 毒性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomonori Shibata;Konami Nagano;Morio Ueyama;Kensuke Ninomiya;Tetsuro Hirose;Yoshitaka Nagai;Kinya Ishikawa;Gota Kawai;Kazuhiko Nakatani
通讯作者：
Kazuhiko Nakatani