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特異な体内動態を実現するタンパク質修飾siRNA内包ナノカプセル

Research Project

Project/Area Number 19J22946
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 37030:Chemical biology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

木幡 愛  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords分子糊 / 核酸医薬 / DNAアプタマー / 光化学 / 光制御 / 核酸 / ドラッグデリバリー / siRNA
Outline of Research at the Start

核酸医薬はその配列によってあらゆる遺伝子疾患を治療でき、副作用も非常に小さいため次世代の医薬として注目を集めている。しかし、核酸は血中に存在する酵素により分解を受けやすく、腫瘍や脳組織など標的とする部位へ高効率で送達することは極めて困難である。これまでに我々は核酸医薬を内包した微小なナノカプセルを合成し、そのカプセル表面へ高い組織浸透性を示すトランスフェリンタンパク質(Tf)を導入することにより、核酸医薬を組織深部へと送達することに成功している。本研究では、Tfと同時に多様な機能性タンパク質をナノカプセル表面へ導入することにより、特異な体内動態を示す核酸医薬の輸送手法を開拓する。

Outline of Annual Research Achievements

これまでにトランスフェリン修飾siRNA 内包ナノカプセルを開発し、癌組織深部へとsiRNAを送達する輸送体の開発に成功している。さらに、このsiRNA内包ナノカプセルの体内動態は表面に導入するタンパク質によって制御できることを明らかにした。
このナノカプセルの開発において、本研究者は核酸やタンパク質に強い接着性を有する『分子糊』を利用した。分子糊は多数のグアニジニウム基を有し、生体高分子表面のオキシアニオン性官能基と多価的に塩橋を形成する。そこで今年度はこの分子糊を応用し、DNA・RNAなどの核酸表面を修飾する分子ツール開発に乗り出した。具体的には核酸医薬DNAアプタマーの生医学的な応用を指向した光反応性分子糊の開発を行なった。
DNAアプタマーはその標的選択性の高さから抗体に代わる合成医薬として注目されている。しかしながら、DNAアプタマーは標的タンパク質に対して非共有結合的に接着するため、結合力が不十分であることが課題である。 そこで本研究では、アプタマー/標的タンパク質複合体を、共有結合的に安定化することのできる光反応性分子糊を合成した。この分子糊を用いて光照射を施すことにより、DNAアプタマーを標的タンパク質上へ固定化し、アプタマーの阻害効果を増強することができる。一例として癌細胞の遊走や増殖を阻害するSL1アプタマーおよびその標的受容体タンパク質c-Metを用いて、SL1アプタマーの阻害効果増強を細胞遊走実験によって評価した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] アリゾナ州立大学(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Photoreactive Molecular Glue for Enhancing the Efficacy of DNA Aptamers by Temporary-to-Permanent Conjugation with Target Proteins2021

    • Author(s)
      Kohata Ai、Ueki Ryosuke、Okuro Kou、Hashim P. K.、Sando Shinsuke、Aida Takuzo
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 143 Issue: 34 Pages: 13937-13943

    • DOI

      10.1021/jacs.1c06816

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Photoreactive Molecular Glue for Enhancing the Efficacy of DNA Aptamers2022

    • Author(s)
      Ai Kohata、Kou Okuro、Takuzo Aida
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Photoreactive Molecular Glue for Enhancing the Efficacy of DNA Aptamers2021

    • Author(s)
      Ai Kohata、Kou Okuro、Takuzo Aida
    • Organizer
      PacifiChem 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photoreactive Molecular Glue for Immobilizing DNA Aptamer onto Targeted Proteins2021

    • Author(s)
      Ai Kohata、Kou Okuro、Takuzo Aida
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Transferrin-Appended Nanocaplets for siRNA Delivery into Deep Tissues2020

    • Author(s)
      Ai Kohata、P. K. Hashim、Kou Okuro、Takuzo Aida
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Protein-Coated Nanocaplets for siRNA Delivery into Deep Tissues2019

    • Author(s)
      Ai Kohata、P. K. Hashim、Kou Okuro、Takuzo Aida
    • Organizer
      第68回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Protein Appended Nanocaplets for siRNA Delivery into Deep Tissues2019

    • Author(s)
      Ai Kohata、P. K. Hashim、Kou Okuro、Takuzo Aida
    • Organizer
      CEMSupra
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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