Biological treatment using cytosolic migration type drug delivery (Validation in myocardial infarction model)

• Project/Area Number: 17K08947
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Applied pharmacology
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: Okuda Akiko 新潟大学, 医歯学系, 助教 (60454584)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池主 雅臣 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40303151)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 膜透過ペプチド / カベオラ依存性エンドサイトーシス / 抗体 / ドラッグデリバリー / エンドサイトーシス / カベオラ / オリゴアルギニン / サイトゾル導入 / cell penetratin peptide / EGFP / oligo arginine / サイトゾル / 生体治療

Outline of Final Research Achievements

Experimental techniques for introducing proteins into cells are still immature and should be to developed for future therapies and diagnostics. We have developed a cytosolic transition type membrane-penetrating peptide (Pas2r12) in which a hydrophobic sequence is added to cell membrane-penetrating peptide (r12). It was found that Pas2r12 introduces antibodies and green fluorescent protein into cytosol via caveolae mediated endocytosis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

臨床的な治療において、遺伝子ではなくタンパク質を導入するメリットの一つは、即効性にある。導入された遺伝子は、発現まで1日以上かかることから、一刻を争うような治療には向いていない。このような場面において、タンパク質は既存の小分子薬剤と同様に即効性を示す可能性があり、小分子薬剤とは異なる作用点を狙うことができる。つまり、これまで治療薬とはなり得なかったタンパク質を新規治療薬として創造することができる。

Research Products

• [Journal Article] Oligoarginine-bearing tandem repeat penetration-accelerating sequence delivers protein to cytosol via caveolae-mediated endocytosis (2019)
  • Author(s): Akiko Okuda, Shinya Tahara, Hisaaki Hirose, Toshihide Takeuchi, Ikuhiko Nakase, Atsushi Ono, Masanori Takehashi, Seigo Tanaka, and Shiroh Futaki
  • Journal Title: Biomacromolecules Volume: 20 Issue: 5 Pages: 1849-1859
  • DOI: 10.1021/acs.biomac.8b01299
  • Peer Reviewed
• [Presentation] サイトゾル移行型膜透過ペプチドによるタンパク質導入 -生体への応用を目指して- (2020)
  • Author(s): 奥田明子、小川真史、佐藤玲樹、田原龍稀
  • Organizer: 第30回生物資料分析化学会年次学術集会（大阪）
• [Presentation] Dodeca-arginine-bearing tandem repeat penetration-accelerating sequence delivers protein to cytosol (2019)
  • Author(s): Akiko OKuda
  • Organizer: ASCB/EMBO 2019 meeting (Washington, DC, USA)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 改変型膜透過ペプチドによるEGFPのサイトゾル導入にCaveolin-1の過剰発現が与える影響 (2019)
  • Author(s): 田原慎也、小野敦、奥田明子
  • Organizer: 日本薬学会第139年会（千葉）
• [Presentation] 改変型膜透過ペプチドによる抗体のサイトゾル導入に関する検討 (2018)
  • Author(s): 小野敦、田原慎也、奥田明子
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会（横浜）
• [Presentation] 改変型膜透過ペプチドによるEGFPのサイトゾル導入にエンドサイトーシス阻害剤が与える影響 (2018)
  • Author(s): 田原慎也、奧田明子、竹橋正則、田中静吾、二木史朗
  • Organizer: 日本薬学会第138年会（金沢）