RNA修飾を介した薬物動態制御機構の解明と創薬への応用研究
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21H02624
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
中島 美紀 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (70266162)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
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| Keywords | RNA修飾 / RNAメチル化 / 転写後調節 / 薬物代謝酵素 / シトクロムP450 / グルクロン酸転移酵素 / アルドケト還元酵素 / 核内受容体 / 加水分解酵素 / RNA編集 / 転写後修飾 |
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| Outline of Research at the Start |
薬物代謝酵素の発現には大きな個人差があり、遺伝子多型や核内受容体等による転写調節機構が解明されてきた。しかし、mRNAとタンパク質発現量に相関が認められないことも多く、転写後調節機構の寄与が示唆されている。申請者らの近年の研究により、薬物代謝酵素の転写後調節におけるRNA編集とRNAメチル化 の関わりが徐々に明らかになりつつある。本研究では、多岐にわたる薬物代謝酵素の解析へ発展させることでRNA修飾の薬物動態制御における意義を提唱するとともに、RNA修飾を阻害または亢進させる低分子化合物を探索して、薬物相互作用の回避や医薬品適性使用に役立て、創薬へ応用するための分子基盤を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
薬物代謝酵素は医薬品有効成分の血中濃度を規定し、薬効や副作用発症を左右する重要な因子であり、その発現変動要因を解明する研究は、医薬品開発の効率化および医薬品適正使用の観点から社会的意義が大きい。薬物代謝酵素の発現には大きな個人差があり、遺伝子多型や核内受容体等による転写調節機構が解明されてきた。しかし、mRNAとタンパク質発現量に相関が認められないケースも多く、転写後調節機構の寄与が示唆されている。本研究では、RNA編集とRNAメチル
化 （RNA修飾）による、薬物代謝酵素の転写後調節のメカニズムと意義を明らかにすることを目的としている。
本年度は以下の3つの研究成果を得た。
1. セロトニンなどの医薬品のグルクロン酸抱合を触媒するUGT1A6の肝臓中の発現量が、A-to-I RNA編集酵素ADARのノックダウン (KD)により有意に減少すること、それは転写レベルで制御されていることをルシフェラーゼアッセイによる明らかにした。さらに、UGT1A6の転写を制御しているHNF1aの発現量もADAR1のKDにより有意に減少し、それがUGT1A6発現低下の原因となっていることを明らかにした。
2. ロキソプロフェンやドキソルビシンなどの医薬品の還元反応を触媒するアルドケト還元酵素AKR1C3の肝臓中の発現量が、ADARのKDにより有意に増加すること、また興味深いことにADARのKDによりドキソルビシンの殺細胞効果が低下することを明らかにした。ルシフェラーゼアッセイにより、ADARによるAKR1C3の発現制御は転写レベルで起こっていることが示唆され、関与する転写因子について検討を行なった。
3. 主な薬物代謝酵素CYP3A4の発現量がRNAメチル化酵素METTL3/14のKDにより有意に増加すること、3'-UTRにおけるメチル化部位を介していることをルシフェラーゼアッセイにより明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
主な薬物代謝酵素であるP450, UGTおよび還元酵素について、RNA編集やRNAメチル化によってどのように制御されているか検討を行い、順調に成果が得られている。それぞれの制御メカニズムについて、さらに検討を進める。
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| Strategy for Future Research Activity |
①RNA編集やRNAメチル化による薬物代謝関連因子の発現制御メカニズムの解明
これまでの研究で、シトクロムP450だけでなく、UDP-グルクロン酸転移酵素、カルボキシルエシテラーゼなどの薬物代謝酵素が、RNA編集やRNAメチル化を受けることで発現が制御されていることが明らかになってきている。今年度は、アルドケト還元酵素についても検討を進めている。各薬物代謝酵素のRNA修飾による発現調節機構について、さらに分子メカニズムを詳細に検討する。
② A-to-I RNA編集またはm6A修飾を受ける肝臓中microRNAの解析
microRNA前駆体pre-miRNAがA-to-I RNA編集またはm6A修飾を受けると、プロセッシングが変化して成熟型microRNAの発現量が変化し得る。また、成熟型microRNAがA-to-I RNA編集されると、標的遺伝子への結合性が変化し得る。これらは、標的遺伝子の発現量を変化させる要因となる。そこで、ADARまたはm6A修飾酵素をノックダウンした際のmicroRNAの発現変化をmicroRNAアレイ解析により明らかにする。A-to-I RNA編集により発現量や塩基配列が変化したmicroRNAの中から、薬物代謝酵素の発現を制御している可能性があるものをTargetScanなどの予測プログラムにより絞り込み、そのmicroRNAの編集や修飾によって薬物代謝酵素活性が影響を受けるか明らかにする。
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Report
(2 results)
Research Products
(17 results)
