リピート結合性小分子を用いた１型筋強直性ジストロフィーの化学生物学的研究

使用重复结合小分子对 1 型强直性肌营养不良进行化学生物学研究

• 批准号: 17J02038
• 负责人: 松本 惇
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J02038/
• 关键词: トリヌクレオチドリピート病; 1型筋強直性ジストロフィー; CUGリピート; RNAの二次構造; RNA結合分子; 分子設計; 結合シミュレーション; RNAと蛋白質の相互作用

【リガンドの結合が及ぼすRNAの構造変化】PPDIQとRNAの複合体構造解明への知見を得るために、RNAの二重鎖内外でのウラシルに対するヒドラジンの反応性の違いを利用したケミカルプロービングを行い、続くアニリン処理によるRNAの切断反応を用いてウラシルの置かれる環境を解析した。その結果PPDIQ存在下で顕著なRNAの切断が引き起こされ、PPDIQが結合したU-Uミスマッチ部位ではウラシルのフリップアウトが誘起されていることが明らかとなった。【リガンドによるDM1筋芽細胞の凝集体形成阻害】大阪大学医学研究科中森博士の協力の下、DM1患者の筋芽細胞及びDM1モデル細胞・マウスを用いたPPDIQ及びDPPDIQのIn vivo評価を行った。FISHプローブを用いDM1患者の筋芽細胞の核内に形成されるCUGリピートとMBNL1の凝集体の観察を行った系では、DPPDIQ添加後において顕著な凝集体に相当するプローブの蛍光の消失が観測され、細胞内においてリガンドによるCUGリピートとMBNL1の相互作用形成の阻害を強く示唆した。【DM1モデル細胞・モデルマウスの選択的スプライシング回復効果】DM1細胞の、MBNL1が関与する選択的スプライシングの制御下にあるmRNAの正常型産生率を逆転写PCRを用いて解析した。PPDIQ、DPPDIQどちらを添加した際にも正常型産生率の改善が見られ、リガンドが細胞中のMBNL1の機能回復に寄与したことが明らかとなった。それに加え、DPPDIQはPPDIQに比べ効果的なスプライシング回復効果を示した。同様の評価をモデルマウスにおいても行った。観察を行ったClcn1、Atp2a1どちらの遺伝子においてもDPPDIQを20mg/kgまで腹腔内投与した際、70％のスプライシング回復率を達成した。以上のことより本研究において開発したリガンドがDM1の症状を改善する可能性を強く示し、DM1治療法確立への新規リード化合物となりえる結果であった。

The structure of PPDIQ and RNA complexes is understood and analyzed. The structure of PPDIQ and RNA complexes is understood and analyzed. The structure of PPDIQ and RNA complexes is analyzed and analyzed. The structure of PPDIQ and RNA complexes is analyzed and analyzed. In the presence of PPDIQ, the RNA was cut off and induced. In collaboration with Dr. Nakamori, Osaka University, we conducted an In vivo evaluation of DM1 muscle cells and DM1 muscle cells. FISH was used to detect the intracellular formation of CUG and MBNL1 aggregates in DM1 patients. However, the disappearance of CUG and MBNL aggregates after DPPDIQ addition was detected, and the intracellular formation of CUG and MBNL1 interactions was strongly inhibited. The normal mRNA production rate of DM1 cells, MBNL1 cells and MBNL cells was analyzed by reverse PCR. When PPDIQ and DPPDIQ were added, the normal production rate of MBNL was improved and the functional recovery of MBNL in cells was improved. In addition, DPPDIQ and DPPDIQ have been shown to be more effective than PDIQ. The same thing happened to me. When administered intraperitoneally with 20mg/kg of DPPDQ, 70% of the patients recovered. The results of this study demonstrate the potential for improvement in DM1 symptoms, and establish new compounds for DM1 therapy.

项目成果

ovel isoquinoline derivatives that inhibit MBNL1-CUG repeat interaction in Myotonic Dystrophy type1

抑制 1 型强直性肌营养不良中 MBNL1-CUG 重复相互作用的新型异喹啉衍生物

• 发表时间: 2017
• 作者: Jun Matsumoto;Jinxing Li;Asako Murata;Chikara Dohno;Kazuhiko Nakatani
• 通讯作者: Kazuhiko Nakatani