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

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。

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。