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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

Research Project

Project/Area Number 17J02038
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemical biology
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

松本 惇  大阪大学, 産業科学研究所, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords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
Outline of Annual Research Achievements

【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。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] A Dimeric 2,9‐Diamino‐1,10‐phenanthroline Derivative Improves Alternative Splicing in Myotonic Dystrophy Type 1 Cell and Mouse Models2018

    • Author(s)
      Li Jinxing、Nakamori Masayuki、Matsumoto Jun、Murata Asako、Dohno Chikara、Kiliszek Agnieszka、Taylor Katarzyna、Sobczak Krzysztof、Nakatani Kazuhiko
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 24 Issue: 68 Pages: 18115-18122

    • DOI

      10.1002/chem.201804368

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rational design of CUG repeat binging molecule targeting Myotonic Dystrophy type 12018

    • Author(s)
      Matsumoto, J.; Li, J.; Murata, A.; Dohno, C.; Nakatani, K.
    • Organizer
      13rd Annual Meeting of Japanese Society of Chemical Biology
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Isoquinoline Ligand Binding to r(CUG) Repeats2018

    • Author(s)
      Matsumoto, J.; Li, J.; Murata, A.; Dohno, C.; Nakatani, K.
    • Organizer
      XXIII Round Table on Nucleosides, nucleotides, and Nucleic acids
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Isoquinoline Ligand Binding to r(CUG) Repeats2018

    • Author(s)
      Matsumoto, J.; Li, J.; Nakamori, M.; Murata, A.; Dohno, C.; Nakatani, K.
    • Organizer
      The 45th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Designing small molecules targeting CUG repeats causing Myotonic Dystrophy type 12017

    • Author(s)
      Jinxing Li, Jun Matsumoto, Li-ping Bai, Asako Murata, Chikara Dohno, Kazuhiko Nakatani
    • Organizer
      Annual Meeting of the RNA Society
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ovel isoquinoline derivatives that inhibit MBNL1-CUG repeat interaction in Myotonic Dystrophy type12017

    • Author(s)
      Jun Matsumoto, Jinxing Li, Asako Murata, Chikara Dohno, Kazuhiko Nakatani
    • Organizer
      International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Novel isoquinoline ligands inhibiting MBNL1-CUGexp interaction in Myotonic Dystrophy type12017

    • Author(s)
      Jun Matsumoto, Jinxing Li, Asako Murata, Chikara Dohno, Kazuhiko Nakatani
    • Organizer
      Congress of Biological Science
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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