Development of Arginine-Rich Peptides for Proteoglycan-Dependent Intracellular Delivery of Bioactive Molecules into Target Cells

• Project/Area Number: 19790092
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Drug development chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: NAKASE Ikuhiko Kyoto University, 化学研究所, 助教 (40432322)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,780,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2008: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2007: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 医薬品化学 / ペプチド化学 / 膜透過ペプチド / アルギニンペプチド / トランスフェリン受容体 / 受容体標的 / 膜透過性アルギニンペプチド / 細胞選択的送達

Research Abstract

本研究課題では、癌細胞への選択的な薬物送達を目指し、細胞膜のプロテオグリカンを認識して高効率に細胞内へ移行する膜透過性アルギニンペプチドに、癌細胞膜に高発現しているトランスフェリン受容体に対して親和性が高いペプチド配列を組み込むことで、新しい薬物送達ベクターを創製した。このベクターは受容体依存的に細胞内へ取り込まれ、サイトゾル及び核内へ移行することが観察された。また、生理活性を有するタンパク質にベクターに組み込んだ場合にも、受容体依存的な活性上昇が確認された。

Research Products

• [Journal Article] Novel System to Achieve One-Pot Modification of Cargo Molecules with Oligoarginine Vectors for Intracellular Delivery (2009)
  • Author(s): Kentaro Takayama, Akiko Tadokoro, Silvia Pujals, Ikuhiko Nakase, Ernest Giralt, Shiroh Futaki
  • Journal Title: Bioconjugate Chemistry 20 Pages: 249-257
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transferrin Receptor-Dependent Cytotoxicity of Artemisinin-Transferrin Conjugates on Prostate Cancer Cells and Induction of Apoptosis (2009)
  • Author(s): Ikuhiko Nakase, Byron Gallis, Tomoka Nakase, Steve Oh, Eric Lacoste, Narendra P, Singh, David R. Goodlett, Seigo Tanaka, Shiroh Futaki, Tomikazu Sasaki
  • Journal Title: Cancer Letters 274 Pages: 290-298
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transferrin Receptor-Dependent Cytotoxicity of Artemisinin-Transferrin Conjugates on Prostate Cancer Cells and Induction of Apoptosis (2009)
  • Author(s): Ikuhiko Nakase, et.al.
  • Journal Title: Cancer Letters 274 Pages: 290-298
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel System to Achieve One-Pot Modification of Cargo Molecules with Oligoarginine Vectors for Intracellular Delivery (2009)
  • Author(s): Kentaro Takayama, et.al.
  • Journal Title: Bioconjugate Chemistry 20 Pages: 249-257
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multi-Dimensional NMR Spectroscopy of Proteins in Living Human Cells (2009)
  • Author(s): Kohsuke Inomata, et.al.
  • Journal Title: Nature 458 Pages: 106-109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cellular Internalization and Distribution of Arginine-Rich Peptides as a Function of Extracellular Peptide Concentration, Serum, and Plasma Membrane Associated Proteoglycans (2008)
  • Author(s): Michie Kosuge, Toshihide Takeuchi, Ikuhiko Nakase, Arwyn T. Jones, Shiroh Futaki
  • Journal Title: Bioconjugate Chemistry 19 Pages: 656-664
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Methodological and Cellular Aspects That Govern the Internalization Mechanisms of Arginine-Rich Cell-Penetrating Peptides (2008)
  • Author(s): Ikuhiko Nakase, Toshihide Takeuchi, Gen Tanaka, Shiroh Futaki
  • Journal Title: Advanced Drug Delivery Reviews 60 Pages: 598-607
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anticancer Properties of Artemisinin Derivatives and Their Targeted Delivery by Transferrin Conjugation (2008)
  • Author(s): Ikuhiko Nakase, Henry Lai, Narendra P. Singh, Tomikazu Sasaki
  • Journal Title: International Journal of Pharmaceutics 354 Pages: 28-33
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cellular Internalization and Distribution of Arginine-Rich Peptides as a Function of Extracellular Peptide Concentration, Serum, and Plasma Membrane Associated Proteoglycans (2008)
  • Author(s): Michie Kosuge, et al.
  • Journal Title: Bioconjugate Chemistry 19 Pages: 656-664
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anticancer Properties of Artemisinin Derivatives and Their Targeted Delivery by Transferrin Conjugation (2008)
  • Author(s): Ikuhiko Nakase, et al.
  • Journal Title: International Journal of Pharmaceutics 354 Pages: 28-33
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Use of Acid Wash in Determining Cellular Uptake of Fab/Cell-Permeating Peptide Conjugates (2007)
  • Author(s): Shouju Kameyama, Mayo Horie, Takeo Kikuchi, Takao Omura, Akiko Tadokoro, Toshihide Takeuchi, Ikuhiko Nakase, Yukio Sugiura, Shiroh Futaki
  • Journal Title: Biopolymers 88 Pages: 98-107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Arginine-rich Peptides and their Internalization Mechanisms (2007)
  • Author(s): Shiroh Futaki, Ikuhiko Nakase, Akiko Tadokoro, Toshihide Takeuchi, Arwyn T. Jones
  • Journal Title: Biochemical Society Transactions 35 Pages: 784-787
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Use of Acid Wash in Determining Cellular Uptake of Fab/Cell-Permeating Peptide Conjugates (2007)
  • Author(s): Shouju Kameyama, et al.
  • Journal Title: Biopolymers 88 Pages: 98-107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Arginine-rich Peptides and their Internalization Mechanisms (2007)
  • Author(s): Shiroh Futaki, et al.
  • Journal Title: Biochemical Society Transactions 35 Pages: 784-787
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced Intracellular Delivery Using Arginine-Rich Peptides by the Addition of Penetration Accelerating Sequences (Pas)
  • Author(s): Kentaro Takayama, Ikuhiko Nakase, Hiroyuki Michiue, Toshihide Takeuchi, Kazuhito Tomizawa, Hideki Matsui, Shiroh Futaki
  • Journal Title: Journal of Controlled Release (in press)
  • NAID: 120002723158
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アルギニンペプチドの細胞膜透過におけるマクロピノサイトーシス誘導の重要性 (2009)
  • Author(s): 中瀬生彦, 広瀬久昭, 二木史朗
  • Organizer: 日本薬学会 第129年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Arg-richなコラーゲン様ペプチドの細胞内移行 (2009)
  • Author(s): 遠藤裕之、中瀬生彦、二木史朗、浅田真一、小出隆規
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] アルギニンペプチドのアシル化が細胞内移行に及ぼす影響 (2009)
  • Author(s): 片山沙綾香、広瀬久昭、中瀬生彦、二木史朗
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] アルギニンペプチドの細胞膜透過におけるマクロピノサイトーシス誘導の重要性 (2009)
  • Author(s): 中瀬生彦、広瀬久昭、二木史朗
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] 細胞選択的な薬物送達を目指したトランスフェリン受容体を標的とする膜透過ペプチドの開発 (2009)
  • Author(s): 小西雄介、中瀬生彦、東野俊介、二木史朗
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] セリンーアルギニン含有α-ペプチドリボ核酸の細胞膜透過性の検討 (2009)
  • Author(s): 西尾明洋、和田健彦、福原学、楊成次森直、中瀬生彦、二木史朗、井上佳久
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会(2009)
  • Place of Presentation: 千葉・船橋
• [Presentation] アルギニンペプチドの効率的マクロピノサイトーシス誘導と細胞内移行 (2008)
  • Author(s): 中瀬生彦
  • Organizer: インテックセンター生体医工学研究部門講演会・グローバルCOE化学系バイオ若手バイオシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学桂キャンパス
  • Year and Date: 2008-09-29
• [Presentation] アルギニンペプチドの効率的マクロピノサイトーシス誘導と細胞内移行 (2008)
  • Author(s): 中瀬生彦
  • Organizer: インテックセンター生体医工学研究部門講演会・グローバルCOE化学系バイオ若手バイオシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2008-09-29
• [Presentation] 塩基性ペプチドの細胞内移行メカニズムの解明-より効果的な薬物送達を目指して- (2008)
  • Author(s): 奥田(田所)明子、中瀬生彦、武内敏秀、二木史朗
  • Organizer: 第18回日本臨床化学会近畿支部総会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2008-02-23
• [Presentation] フロックハウスウイルス由来ペプチドの効率的細胞内移行様式 (2008)
  • Author(s): 広瀬久昭、武内敏秀、中瀬生彦、二木史朗
  • Organizer: 第10回生命化学研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2008-01-11
• [Presentation] Efficient Cellular Uptake of Flock House Virus Derived Peptide (2008)
  • Author(s): Ikuhiko Nakase, Hisaaki Hirose, Shiroh Futaki
  • Organizer: 第45回ペプチド討論会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Effective Macropinocytosis Induction and Membrane Penetration by FHV Peptide (2008)
  • Author(s): Ikuhiko Nakase, Hisaaki Hirose, Toshihide Takeuchi, Shiroh Futaki.
  • Organizer: Cell-Penetrating Peptides (CPP) Satellite Symposium of 30^<th> European Peptide Symposium
  • Place of Presentation: Helsinki
• [Presentation] FHVペプチドの効率的な膜透過機能 (2008)
  • Author(s): 中瀬生彦. 広瀬久昭, 二木史朗
  • Organizer: 第30回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] Effective induction of macropinocytosis and internalization of the FHV peptide (2008)
  • Author(s): Hisaaki Hirose, Ikuhiko Nakase, Gen Tanaka, Shiroh Futaki
  • Organizer: 2^<nd> International Symposium Cellular Delivery and Therapeutic Macromolecules
  • Place of Presentation: Cardiff University
• [Presentation] Effective induction of macropinocytosis and internalization of the FHV peptide (2008)
  • Author(s): Hisaaki Hirose, Ikuhiko Nakase, Gen Tanaka, Shiroh Futaki
  • Organizer: 2nd International Symposium Cellular Delivery and Therapeutic Macromolecules
  • Place of Presentation: Cardiff University
• [Presentation] Rapid cellular uptake of octaarginine-based peptides bearing hydrophobic amino acid sequences (2008)
  • Author(s): Kentaro Takayama, Toshihide Takeuchi, Ikuhiko Nakase, Shiroh Futaki
  • Organizer: 2nd International Symposium Cellular Delivery and Therapeutic Macromolecules
  • Place of Presentation: Cardiff University
• [Presentation] Effective Macropinocytosis Induction and Membrane Penetration by FHV Peptide (2008)
  • Author(s): Ikuhiko Nakase, Hisaaki Hirose, Toshihide Takeuchi, Shiroh Futaki
  • Organizer: Cell-Penetrating Peptides (CPP) Satellite Symposium of 30th European Peptide Symposium
  • Place of Presentation: Helsinki
• [Presentation] Novel Intracellular Delivery System using pH-Dpendent Fusiogenic Peptide (2008)
  • Author(s): Ikuhiko Nakase, Sachiko Kobayashi, Noriko Kawabata, Shiroh Futaki
  • Organizer: 30th European Peptide Symposium
  • Place of Presentation: Helsinki
• [Presentation] iPS細胞に対する蛋白導入ドメインの有効性比較 (2008)
  • Author(s): 湯川博、野口洋文、中瀬生彦、宮本義孝、大石幸一、二木史朗、林衆治
  • Organizer: 第35回日本臓器保存生物医学会総会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Cell penetrating peptideを用いた中枢神経系疾患に対するProtein Therapyに関する基礎研究 (2008)
  • Author(s): 辻大輔、広瀬由記子、中瀬生彦、二木史朗、伊藤孝司
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 効率的に細胞内移行するアルギニンペプチドとその移行様式 (2008)
  • Author(s): 広瀬久昭、武内敏秀、中瀬生彦、二木史朗
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会、第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] FHVペプチドによるマクロピノサイトーシス誘導と細胞内移行 (2008)
  • Author(s): 広瀬久昭、武内敏秀、中瀬生彦、二木史朗
  • Organizer: 日本薬学会128年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 疎水性アミノ酸配列の付加によるアルギニンペプチドの細胞内挙動変化 (2008)
  • Author(s): 高山健太郎、武内敏秀、中瀬生彦、二木史朗
  • Organizer: 日本薬学会128年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 細胞内移行性を有するコラーゲン様ペプチドの開発 (2008)
  • Author(s): 増山祥紘、中瀬生彦、二木史朗、岩本麻理、小出隆規
  • Organizer: 日本薬学会128年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 蛋白質の核送達を目指したカチオン性脂質/pH感受性ペプチド系の利用 (2008)
  • Author(s): 小林祥子、川畑紀子、中瀬生彦、二木史朗
  • Organizer: 日本薬学会128年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 膜透過性アルギニンペプチドの効率的な細胞内移行 (2007)
  • Author(s): 中瀬生彦
  • Organizer: 平成19年度 ペプチド若手の集い(第44回 ペプチド討論会)
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2007-11-06
• [Presentation] 膜透過性アルギニンペプチドの効率的な細胞内移行 (2007)
  • Author(s): 中瀬 生彦
  • Organizer: 平成19年度ペプチド若手の集い(第44回ペプチド討論会)
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2007-11-06
• [Presentation] 高効率に細胞内移行するFHVペプチドの機能評価 (2007)
  • Author(s): 広瀬久昭、武内敏秀、中瀬生彦、二木史朗
  • Organizer: 第57回日本薬学会近畿支部大会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2007-10-27
• [Presentation] カチオン性脂質とpH感受性ペプチドによるタンパク質の効率的細胞内導入 (2007)
  • Author(s): 小林祥子、川畑紀子、中瀬生彦、二木史朗
  • Organizer: 第57回日本薬学会近畿支部大会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2007-10-27
• [Presentation] Effect of Peptide Concentration and Serum on the Modes of Internalization of Arginine-rich Peptides (2007)
  • Author(s): Shiroh Futaki, Toshihide Takeuchi, Michie Kosuge, Ikuhiko Nakase
  • Organizer: 第29回 生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
• [Presentation] 膜透過性アルギニンペプチド : 細胞による効率的な取り込みとプロテオグリカン依存性 (2007)
  • Author(s): 中瀬生彦, 田所明子, 武内敏秀, 二木史朗
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー研究会 第2回年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] 膜透過性アルギニンペプチド:細胞による効率的な取り込みとプロテオグリカン依存性 (2007)
  • Author(s): 中瀬生彦、田所明子、武内敏秀、二木史朗
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー研究会第2回年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] アルギニンペプチドの細胞内移行機序の濃度依存性 (2007)
  • Author(s): 二木史朗、武内敏秀、小菅通江、中瀬生彦
  • Organizer: 第22回生体機能関連化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
• [Presentation] カチオン性脂質共存下におけるpH感受性ペプチドの細胞内移行促進 (2007)
  • Author(s): 小林祥子、川畑紀子、中瀬生彦、二木史朗
  • Organizer: 第22回生体機能関連化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
• [Presentation] Efficient Internalization of Flock House Virus-Derived Peptide into Living Cells (2007)
  • Author(s): Hisaaki Hirose, Toshihide Takeuchi, Ikuhiko Nakase, Shiroh Futaki
  • Organizer: 第44回ペプチド討論会
  • Place of Presentation: 富山
• [Presentation] Effect of Peptide Concentration and Serum on the Modes of Internalization of Arginine-rich Peptides (2007)
  • Author(s): Shiroh Futaki, Toshihide Takeuchi, Michie Kosuge, Ikuhiko Nakase
  • Organizer: 第29回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
• [Presentation] 細胞選択的な薬物送達を目指したトランスフェリン受容体を標的とする膜透過ペプチドの開発
  • Author(s): 小西雄介, 中瀬生彦, 東野俊介, 二木史朗.
  • Organizer: 日本薬学会 第129年会
  • Place of Presentation: 京都
• [Remarks] ホームページ等
  • URL: http://www.kuicr.kyoto-u.ac.jp/index_J.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.kuicr.kyoto-u.ac.jp/index_J.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.kuicr.kyoto-u.ac.jp/index_J.html