能動的ターゲッティングリガンドとしての特殊ペプチドの探索とナノ治療への展開

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近年、抗体医薬に代わる新しい創薬のターゲットとして、非天然アミノ酸を有するポリペプチド(特殊ポリペプチド)が注目を集めている。この特殊ポリペプチドは、天然のアミノ酸からなるペプチドと比較して、標的と強く結合できる、また生体内で分解されにくいといった特徴を有している。特殊ポリペプチドが注目される一つの理由として、抗体医薬は分子量が大きく細胞膜を透過しないのに対し、このポリペプチドは分子量が2kDa程度であり、細胞内で機能する可能性が高いことが挙げられる。しかしながら、膨大な数の特殊ポリペプチドの中から阻害活性を有し、かつ細胞膜透過性を有するペプチドを探し出すことは非常に困難であった。そこで、申請者は、ピコタイタープレートを用いた細胞膜透過性ペプチドの探索法を考案した。30万ウェル（直径30μm）の穴が空いたガラス製のピコタイタープレート内に、転写可能なDNAテンプレートが結合した直径20μmのシリカビーズと細胞を挿入し、そのウェル内で転写・翻訳を行うことで、膜透過性ペプチドを探索するという方法である。エマルジョンポリメラーゼ連鎖反応法によって、一つのビーズ上に、一種類のDNAテンプレート（約百万本）を結合させることができるため、本方法は、理論上、数万種類程度の細胞膜透過性ペプチドを一度に解析することができる。また、そのウェル内にあるビーズ上のDNA配列情報を、パイロシークエンス法によって読み取ることができるため、各ウェル内で翻訳された膜透過性ペプチドの配列を読み取ることができる。平成27年度は、前年度に得られた結果をベースに、ペプチドへの蛍光標識法の確立と膜透過性があるモデルペプチドを用いた実験コンセプトの検証までを行った。その結果は、膜透過性ペプチドが翻訳されたウェル内に存在する細胞が強い蛍光を示す傾向があることから、本デバイスが設計通りに機能することが示唆された。