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Development of cancer cell-selective membrane-permeable antibodies against intracellular disease targets

Research Project

Project/Area Number 20H04535
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 90120:Biomaterials-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

Doi Nobuhide  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (50327673)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤原 慶  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20580989)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Keywords蛋白質 / 核酸 / 癌 / バイオテクノロジー / 共焦点顕微鏡
Outline of Research at the Start

本研究では、申請者らが最近発見したヒトSyncytin1由来の膜透過促進ペプチドと、独自のmRNAディスプレイ法による小型ドメイン抗体や人工ペプチドリガンドの試験管内選択技術を利用して、これまでバイオ医薬の創薬ターゲットにできなかった細胞内の疾患標的を対象とする画期的な抗がん剤の開発のための要素技術を確立することを目的とする。従来の抗体医薬による細胞外のターゲットだけではなく、「細胞内に広がっている未開の領域」を新たに創薬ターゲットとすることが可能になれば、我が国のバイオ創薬技術の基盤強化、ひいては国民の医療・福祉の向上に多いに貢献することが期待できる。

Outline of Final Research Achievements

In this study, by using human-derived membrane permeation-enhancing peptides that we discovered and our mRNA display technology for in vitro selection of fragment antibodies and ligand peptides, we established elemental technologies for the development of revolutionary anticancer drugs that target intracellular targets that have not been targeted for biopharmaceuticals.
First, using the mRNA display method, we created human VH single-domain antibodies that bind to marker proteins on the surface of cancer cells or intracellular disease targets. By combining these antibodies with the human-derived membrane permeation-enhancing peptides, we succeeded in cell-selective delivery of proteins, peptides and nucleic acids as biopharmaceutical models.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、これまで創薬ターゲットとすることが困難であった ('undruggable') がん細胞内の疾患標的に対するバイオ医薬を、がん細胞選択的に細胞内に送達させることで、2重の鍵をもつきわめて副作用の少ないバイオ医薬を開発するための創薬プラットフォームを確立することが期待できる。従来の抗体医薬による細胞外のターゲットだけではなく、「細胞内に広がっている未開の領域」を新たに創薬ターゲットとすることが可能になれば、我が国のバイオ創薬技術の基盤強化、ひいては国民の医療・福祉の向上に多いに貢献することが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Cytoplasmic delivery of siRNA using human-derived membrane penetration-enhancing peptide.2022

    • Author(s)
      Nakamura, M., Fujiwara, K., Doi, N.
    • Journal Title

      Journal of Nanobiotechnology

      Volume: 20 Issue: 1 Pages: 458-458

    • DOI

      10.1186/s12951-022-01667-4

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Guanine nucleotide exchange factor DOCK11-binding peptide fused with a single chain antibody inhibits Hepatitis B Virus infection and replication.2022

    • Author(s)
      Ide, M., Tabata, N., Yonemura, Y., Shirasaki, T., Murai, K., Wang, Y., Ishida, A., Okada, H., Honda, M., Kaneko, S., Doi, N., Ito, S., Yanagawa, H.
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 298 Issue: 7 Pages: 102097-102097

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102097

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of the membrane penetration-enhancing peptide S19 derived from human syncytin-1 for the intracellular delivery of TAT-fused proteins2022

    • Author(s)
      Suzuki Mayuko、Iwaki Kouta、Kikuchi Moeki、Fujiwara Kei、Doi Nobuhide
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 586 Pages: 63-67

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.11.065

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] PURE mRNAディスプレイ法によるヒトVH単一ドメイン抗体ライブラリーの試験管内選択2022

    • Author(s)
      加藤里花子,藤原慶,土居信英
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会(幕張メッセ)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] PURE mRNAディスプレイ法によるアクチンキャップタンパク質CAPZA1に結合するヒト単一ドメイン抗体の試験管内選択2022

    • Author(s)
      野崎智嗣,津川仁,鈴木秀和,藤原慶,土居信英
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会(幕張メッセ)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Second extracellular loop of human CD9 is a cell-penetrating peptide.2021

    • Author(s)
      Kumeno, Y., Sudo, K., Fujiwara, K., Doi, N.
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (オンライン開催)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application of human syncytin1-derived fusogenic peptide to direct intracellular delivery of Cas9 protein-gRNA complex.2021

    • Author(s)
      Furuya, T., Fujiwara, K., Doi, N.
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (オンライン開催)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] がん細胞選択的DDSに向けたEGFRに対する環境応答性単一ドメイン抗体の創出2021

    • Author(s)
      明石尚之,清野真梨子,藤原慶,土居信英
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会(横浜)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞選択的なタンパク質デリバリーのためのヒト・シンシチン1由来膜透過促進ペプチドの最適化2020

    • Author(s)
      前村帆南,藤原慶,土居信英
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会(オンライン開催)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] CAPZA1過剰発現細胞を標的とした強制的オートファジー誘導タンパク質の開発2020

    • Author(s)
      坂田陸郎,津川仁,鈴木秀和,藤原慶,土居信英
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会(オンライン開催)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 膜透過性ペプチドを用いたCas9タンパク質-gRNA複合体の直接的な細胞内送達2020

    • Author(s)
      古屋智規,藤原慶,土居信英
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会(オンライン開催)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] ヒト由来膜透過促進ペプチドによって短鎖干渉RNAを簡単に早く細胞質に送達

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2022/11/1/28-133025/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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