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ハイポキシア関連疾患を標的とする核酸医薬開発を指向した人工核酸の創製

创建人工核酸，旨在开发针对缺氧相关疾病的核酸药物

基本信息

批准号：
15J06402
负责人：
上松亮平
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、ペプチドリボ核酸(PRNA)の次世代型核酸医薬への展開を目指し、ハイポキシア細胞内環境特異的に触媒的アンチセンス効果を発揮する新規キメラ分子の開発に取り組んだ。具体的には、既に報告しているPRNA-DNAキメラ人工核酸に対して細胞内環境応答モジュールであるフェニルボロン酸(PBA)を組み込んだPRNA-PBA-DNAキメラ人工核酸(PRPD)の合成、およびPRPDの無細胞合成系における機能評価に取り組んだ。PRPDの合成は、ペプチド固相合成によって核酸塩基を含む主骨格全体を合成した後に、PBAモジュールを次工程で導入するpost synthesis法を採用することにより、高収率にて達成した。合成したPRPDの薬効のon-offスイッチング機能を、pH 6.2 (ハイポキシア細胞内pH)、pH 7.2 (正常細胞内pH)に調製したコムギ胚芽由来無細胞合成系におけるルシフェラーゼ発現阻害実験で評価した。その結果、pH 7.2においてはアンチセンス効果がほとんど観測されず、PRPDは設計通り正常細胞内環境では副作用を引き起こさないことが示唆された。一方で、pH 6.2においては無細胞合成系が正常に機能せず、アンチセンス効果の評価を行えなかったことから、実験条件のさらなる検討が必要であると考えられる。無細胞合成系における機能評価ではさらなる検討を要することになったものの、PRNAとPBAを含むモデル化合物で行ったNMRおよびCDスペクトル測定によるスイッチング機能の評価では、ハイポキシア状態の細胞内pHではPRNAの塩基部がanti配向となり薬効を発現するが、正常細胞内pHでは塩基部がsyn配向となり薬効を失うことが示唆される結果が得られたため、PRPDは細胞内pHに応答して薬効を発現する副作用の少ないハイポキシア特異的な核酸医薬の候補になりうると結論した。

This study aims to develop a new set of molecular development strategies for the development of PRNA next-generation nucleic acid therapeutics, and to explore the effects of PRNA on intracellular environment-specific catalysts. Specifically, the PRNA-DNA synthesis of artificial nucleic acids (PRPD) and the functional evaluation of PRPD cell-free synthesis systems were investigated. The synthesis of PRPD is based on solid phase synthesis, including the synthesis of the main structure, and the introduction of PBA secondary engineering post synthesis. The synthesis of PRPD is regulated by pH 6.2 (intracellular pH) and pH 7.2 (normal intracellular pH). The results showed that pH 7.2 was the most effective way to prevent side effects. PRPD was designed to prevent side effects in normal intracellular environment. A side, pH 6.2, or cell-free synthesis system is normally functional, and the evaluation of results is necessary. Functional evaluation of cell-free synthetic lines: intracellular pH, PRNA, PBA, and PBA; molecular chemistry; NMR; CD; and molecular biology. The results showed that the intracellular pH of normal cells was lower than that of normal cells, and the side effects of PRPD were lower than that of PRPD.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Creating Hypoxia-Specific Oligonucleotide Therapeutics System with Environment-Responsive Peptide Ribonucleic Acids (PRNAs) - Applying PRNA-DNA Chimera into Catalytic Oligonucleotide Therapeutics -

使用环境响应肽核糖核酸 (PRNA) 创建缺氧特异性寡核苷酸治疗系统 - 将 PRNA-DNA 嵌合体应用于催化寡核苷酸治疗 -

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryohei Uematsu;Mitsuo Asai;Masahito Inagaki;Yasuyuki Araki;Seiji Sakamoto;Satoru Ishibashi;Takanori Yokota;Takehiko Wada
通讯作者：
Takehiko Wada

細胞内環境応答性ペプチドリボ核酸(PRNA)を利用したハイポキシア特異的核酸医薬の創成 -PRNA-DNAキメラを活用した触媒的核酸医薬への展開-

使用细胞内环境响应肽核糖核酸（PRNA）创建缺氧特异性核酸药物 - 使用 PRNA-DNA 嵌合体开发催化核酸药物 -