| Project/Area Number |
19K05394
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
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| Research Institution | Himeji Dokkyo University |
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Principal Investigator |
岡村 恵美子 姫路獨協大学, 薬学部, 教授 (00160705)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安岐 健三 姫路獨協大学, 薬学部, 助教 (50714945)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 超精密計測 / 生物物理 / リアルタイム解析 / NMR / アミロイド形成 / 細胞輸送 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究ではNMRを「生きた」細胞に応用して、細胞への薬物輸送の非侵襲計測法を確立する。磁場勾配で細胞の内外を識別し、薬物の結合量を“その場”定量する。時間分解計測により、薬物の輸送過程をリアルタイムで捉える。そのうえで、薬物の「結合・解離速度」、「拡散速度」、「透過速度」を明らかにする。ポリペプチドを対象とした薬物輸送ライブラリーを構築し、NMRと計算による細胞への「薬物輸送の予測・制御」を行う。さらに、アミロイドの形成過程をNMRでリアルタイム計測する。「凝集初期中間体の捕捉とその動態」、「線維形成の制御機構」を原子レベルで明らかにし、線維化を阻害する新たな創薬のシーズを探索する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. アミロイド形成初期過程のNMR計測
前年度までの研究で明らかになったフッ素核を用いたNMR（19F NMR）の利点を引き続き活用し、令和５年度は、アミロイドβ (Aβ)フラグメントと同様に線維化を引き起こし、パーキンソン病の発症に関係すると言われるタンパク質・αシヌクレイン71-82フラグメントを用いて、19F NMR で繊維化の引き金となる初期凝集過程の計測および部位による凝集挙動を解析した。前年度に、αシヌクレイン71-82フラグメント中に存在するバリン残基のうちバリン77残基をフッ素化アミノ酸で置換すると初期凝集が著しく抑えられることを見出したことから、バリン77をアラニンに置換した配列（V77A）がαシヌクレイン71-82フラグメントの凝集を阻害するのではないかと予測して検証を行なった。N末端をフッ素化アミノ酸でラベルしたαシヌクレイン71-82フラグメントを用いて、19F NMR計測を行ったところ、V77Aを加えるとシヌクレインの凝集の進行が格段に遅くなることがリアルタイムで明らかとなった。この結果は創薬の手がかりになると予想されることから、今後、成果を論文にまとめる予定である。
2. In-cell NMRによる膜透過
本年度は、前年度に引き続き、良好な細胞膜透過性を有し、かつ、毒性の低いペプチド配列の設計をめざしたペネトラチンアナログについて19F NMRによる検討を継続した。その結果、細胞毒性を小さくするため のアミノ酸配列を見出した。今後、さらに膜透過性の向上を目指した配列の設計を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究期間中にコロナ禍で研究室への出入りが制限され、当初の研究計画に遅れが生じたが、令和４年度以降は研究の進展が見られ、遅れは徐々に解消されつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. αシヌクレイン フラグメントペプチドの初期凝集を阻害する条件と創薬に向けた阻害物質の検討
NMRリアルタイム計測を用いて、αシヌクレイン71-82フラグメントペプチドを対象に、線維形成を阻害する過程を解析し、阻害物質が凝集に至るどの過程を制御するのかを明らかにしていく。
2. In-cell 19F NMRによる有効で毒性の少ない膜透過ペプチドの開発
疎水性のアミノ酸残基を含む塩基性ペプチドをデザインして、良好な細胞膜透過性を有し、かつ、毒性の低いペプチド配列について引き続き検討する。令和5年度に行った研究において、細胞毒性を小さくするため のアミノ酸配列を見出したことから、今後、さらに膜透過性の向上を目指した配列の設計を行う予定である。
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