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細胞膜透過ペプチドの取り込み促進受容体の同定と細胞内送達の高効率化

Research Project

Project/Area Number 14J05215
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Drug development chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

川口 祥正  京都大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords細胞膜透過性ペプチド / 光架橋法 / syndecan-4 / エンドサイトーシス / タンパク質送達 / 細胞膜透過ペプチド / オクタアルギニン
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、細胞膜透過性ペプチドの細胞内送達の効率化のための知見を得ることを目指し、光架橋法により代表的な細胞膜透過性ペプチドであるオクタアルギニン (R8)の細胞内取り込みに関わる受容体の同定、およびその受容体を介したR8の細胞内移行経路の解明を目的にしている。まず、R8と相互作用タンパク質を架橋するための光反応基と架橋タンパク質をアフィニティビーズから選択的に溶出するための切断リンカーを導入した光反応性R8 (PhotoR8CL)を設計、合成した。PhotoR8CLで細胞を処理し、検出されたタンパク質を質量分析法により同定したところ、17種の膜タンパク質が同定された。それらのタンパク質をiRNA法によりノックダウンし、蛍光標識したR8の細胞内移行量を評価したところ、プロテオグリカンの一種であるsyndecan-4 (SDC4)がR8の細胞内移行に関与していることが明らかとなった。さらに、エンドサイトーシス阻害剤を用いてSDC4を介した細胞内移行経路を検討したところ、SDC4はR8のクラスリン依存性エンドサイトーシスに関与していることが示された。また、R8によるタンパク質送達におけるSDC4の寄与について、Cre-loxPシステムを用いて評価した。SDC4をノックダウンすることで、Cre-R8コンジュゲート (CreR8)による組み替え効率が減少したことから、SDC4はR8によるタンパク質導入にも関与していることが示唆された。また、SDC4を介したCreR8の細胞内送達経路を検討したところ、クラスリン依存性エンドサイトーシスの関与が示唆された。以上の結果から、R8の細胞内取り込み、およびR8によるタンパク質導入にはSDC4が関与しており、その経路がクラスリン依存性エンドサイトーシスであることが示唆された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Syndecan-4 as a Possible Octaarginine Receptor for Its Clathrin-Mediated Endocytosis Uptake2016

    • Author(s)
      Yoshimasa Kawaguchi, Toshihide Takeuchi, Keiko Kuwata, Shiroh Futaki
    • Journal Title

      Peptide Science 2015

      Volume: 52 Pages: 291-292

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Syndecan-4 Is a Receptor for Clathrin-Mediated Endocytosis of Arginine-Rich Cell-Penetrating Peptides2016

    • Author(s)
      Yoshimasa Kawaguchi, Toshihide Takeuchi, Keiko Kuwata, Junya Chiba, Yasumaru Hatanaka, Ikuhiko Nakase, Shiroh Futaki
    • Journal Title

      Bioconjugate Chemistry

      Volume: 印刷中 Issue: 4 Pages: 1119-1130

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.6b00082

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cellular Uptake of Arginine-Rich Cell-Penetrating Peptides and the Contribution of Membrane-Associated Proteoglycans2015

    • Author(s)
      Nakase I., Kawaguchi Y., Nomizu M., Futaki S.
    • Journal Title

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      Volume: 27 Issue: 155 Pages: 81-88

    • DOI

      10.4052/tigg.1420.1

    • NAID

      130005072346

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Syndecan-4 as a possible octaarginine receptor for its clathrin-mediated endocytic uptake2015

    • Author(s)
      川口祥正、武内敏秀、桑田啓子、二木史朗
    • Organizer
      第52回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      平塚
    • Year and Date
      2015-11-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Identifying membrane proteins responsible for cellular uptake of octaarginine by photocrosslinking2015

    • Author(s)
      Yoshimasa Kawaguchi, Keiko Kuwata, Toshihide Takeuchi, Ikuhiko Nakase, Shiroh Futaki
    • Organizer
      International Symposium CPP Paris 2015
    • Place of Presentation
      パリ
    • Year and Date
      2015-07-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] オクタアルギニン-ユビキチンコンジュゲートを利用したR8の細胞内在化量の定量2015

    • Author(s)
      川口祥正、Cherine Bechara、 Hao-Hsin Yu、中瀬生彦、今西未来、武内敏秀、Fabienne Burlina、Sandrine Sagan、二木史朗
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      兵庫医療大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Identifying membrane proteins involved in cellular uptake of octaarginine peptide by photocrosslinking2014

    • Author(s)
      Kawaguchi Y., Kuwata K., Takeuchi T., Futaki S.
    • Organizer
      第51回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      2014-10-22 – 2014-10-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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