遺伝子配列識別能をもつ光活性化型ドラッグの開発

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本研究では、テイラーメイド医療に役立つインテリジェントドラッグの開発を目指し、特定の遺伝子が存在する時のみドラッグがリリースされるシステムの開発を行った。本研究では、遺伝子配列を認識する部(DNAやペプチド核酸)を共有結合で結んだプロドラッグを設計した。プロドラッグに導入された遺伝子認識部はその相補的な塩基配列を持つ遺伝子とのみハイブリッドを形成する。続いて、ハイブリッドを形成した時のみ進行する光反応によりドラッグをリリースさせる。従って、特定の遺伝子が存在する時はドラッグがリリースされ薬効を発現するが、標的となる遺伝子が存在しない場合や一塩基でも変異がある場合はドラッグはリリースされないため薬効を示さない。今年度は、本ドラッグリリースシステムの一般性を検証するため、既存薬のプロドラッグ化を進めた。抗がん剤テガフールをドラッグ部に導入し、その光リリース反応を調べた。その結果、人工DNAと完全相補的なDNAオリゴマー(特定遺伝子のモデル)の共存下で、テガフールは効率的にリリースされる一方、相補的DNA鎖の非共存下では、リリース反応は大きく抑制された。また、リリースされたドラッグを定量したところ、加えた相補的DNAの物質量を上回る量のドラッグリリースが確認できた。この結果は、標的となる遺伝子は少量であっても、効果的に大量のドラッグをリリースできることを示唆している。続いて、システムを遺伝子解析用プローブへと改変した。蛍光性試薬であるクマリンをドラッグ部に導入した。同様に光反応を追跡すると、相補的な標的DNAオリゴマーの共存下ではクマリン遊離に伴い、強い蛍光を発するが、標的DNAの非存在下では、その蛍光は大きく抑制されることを見い出した。すなわち、蛍光性分子をドラッグ部に導入することにより、被検体遺伝子の塩基配列を解析し得るプローブとして応用できる。