がん特異的に発現するE3リガーゼを利用したプロテインノックダウン法の基盤構築
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21K06490
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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 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
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| Research Institution | National Institute of Health Sciences |
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Principal Investigator |
大岡 伸通 国立医薬品食品衛生研究所, 遺伝子医薬部, 室長 (80568519)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ユビキチン / 標的タンパク質分解 / E3リガーゼ / プロテアソーム / プロテインノックダウン / SNIPER / PROTAC / 分子標的薬 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、SNIPERもしくはPROTACと呼ばれるキメラ化合物によって細胞内の標的タンパク質を特異的に分解する技術（プロテインノックダウン法）が確立され、新しい創薬技術して注目されている。これらの化合物はE3リガーゼを標的タンパク質に強制的にリクルートし、ユビキチン・プロテアソーム系により分解する。現在のところ、様々な正常組織に普遍的に発現しているE3リガーゼを標的分解に利用するキメラ化合物は開発されているが、ある組織や疾患特異的に発現するE3を標的分解に利用した化合物は報告されていない。本研究は、がんで特異的に発現しているE3を利用した新しいプロテインノックダウン法を開発することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、私達が開発したSNIPERもしくは海外のグループが開発したPROTACと呼ばれるキメラ化合物によって細胞内の標的タンパク質を特異的に分解する技術（プロテインノックダウン法）が確立され、新しい創薬技術して大きな注目を浴びている。これらの化合物は導入したリガンドを介して、E3リガーゼを標的タンパク質に強制的にリクルートし、ユビキチン・プロテアソーム系により分解する。現在のところ、様々な正常組織に普遍的に発現しているE3リガーゼ（IAP、VHL、CRBNなど）を標的分解に利用するキメラ化合物は開発されているが、組織特異的もしくは、がんなどの疾患特異的に発現するE3を標的分解に利用した化合物は報告されていない。本研究は、がんで特異的に発現しているE3を利用した新しいプロテインノックダウン法を開発することを目的とする。
独自に見出した、がん細胞特異的な標的分解を誘導するキメラ化合物がユビキチン-プロテアソーム系により標的タンパク質を分解するか、阻害剤を用いて調べたところ、ユビキチン-プロテアソーム系により分解していることが確認できた。また、免疫沈降法により、このキメラ化合物は標的タンパク質やE3リガーゼ（X）と細胞内で3者複合体を形成することがわかった。さらに、siRNAを用いたノックダウン実験により、E3リガーゼ（X）をノックダウンするとキメラ化合物による標的タンパク分解が起こらなくなることから、この分解にはE3リガーゼ（X）が必要であることが明らかになった。
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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
研究計画通り、がん細胞特異的な標的分解を誘導するキメラ化合物がユビキチン-プロテアソーム系により標的タンパク質を分解すること、このキメラ化合物は標的タンパク質やE3リガーゼ（X）と細胞内で3者複合体を形成すること、E3リガーゼ（X）がキメラ化合物による標的タンパク分解に必要であることなど、詳細な分子メカニズムを明らかにすることができた。これらのことから、本研究は順調に進行していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
独自に見出したキメラ化合物がE3リガーゼ（X）を利用して標的タンパク質を分解するメカニズムをさらに詳細に解析するために、E3リガーゼ（X）陰性細胞にE3リガーゼ（X）野生型やユビキチン化活性のないE3リガーゼ（X）を強制発現させた細胞を樹立して解析する。独自に見出したキメラ化合物がなぜE3リガーゼ（X）を優先的に利用して標的タンパク質を分解するか調べるために、細胞内局在に着目した解析を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
