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Multiplex SELEX-based selection strategy to generate multifunctional aptamers targeting the transferrin receptor (TfR) and the insulin receptor (IR).

Research Project

Project/Area Number 22K14789
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Amano Ryo  東京大学, 医科学研究所, 特任研究員 (20818687)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
KeywordsMultiplex SELEX法 / RNAアプタマー / 核酸医薬 / 脳内薬剤送達(DDS) / インスリン受容体(IR) / トランスフェリン受容体(TfR) / マルチプレックス化 / 表面プラズモン共鳴(SPR)法 / 核酸抗体 / Multiplex SELEX / インスリン受容体(IR) / トランスフェリン受容体(TfR) / DDS / 脳 / 表面プラズモン共鳴(SPR)法 / マルチプレックスSELEX / インスリン受容体 / トランスフェリン受容体 / 脳内薬剤送達用キャリア
Outline of Research at the Start

本研究では、種差の壁が難題とされる脳内薬剤送達の標的分子「トランスフェリン受容体」および「インスリン受容体」をモデル標的として、そのマウス・ヒト受容体単体に加えて、内在性リガンドであるトランスフェリンやインスリンとの複合体など複数の選抜材料(抗原)を用いる「マルチプレックスSELEX法」によって、結合部位を三者間の共通領域(=マウスとヒト間共通かつリガンド結合部位以外の領域)に限定化したアプタマー選抜法を確立・最適化し、任意の領域に結合するアプタマー分子の創製を試みる。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we generated RNA aptamers that bind to the transferrin receptor (TfR) or the insulin receptor (IR), known targets for drug delivery to the brain. To identify aptamers that are cross-reactive with the mouse and human receptors and do not block the interaction of the target receptor with the ligand, we established an advanced multiplex SELEX method using two or more different target molecules such as the mouse and human receptors in ligand-bound and ligand-unbound forms. After selection and high-throughput sequencing, surface plasmon resonance-based analyses revealed that some aptamers can bind to mouse and human receptors and hardly compete for the interaction between the target receptor and the ligand. This result suggests that our selection method has the potential to identify molecules with diverse functions by changing the type and combination of targets and may be valuable in drug discovery studies.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

創薬シーズの探索技術の強化・高度化は、あらゆる疾患や生命現象の制御(創薬)と理解の深化(学術)に必須である。本課題で構築した複数の標的分子を組合せた高度マルチプレックス化によって標的部位を限定化する技術は、選抜材料の種類や組合せを変更することで高い汎用性を発揮し、ニーズの高い創製技術基盤へと発展することが期待できる。また、脳内薬剤送達の標的分子のTfRおよびIRをモデル標的としたため、本課題で創製したアプタマーは、ニーズが高まり続ける神経疾患の治療薬開発研究に貢献する具体的成果物として期待できる。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Selection of aptamers using β-1,3-glucan recognition protein-tagged proteins and curdlan beads2023

    • Author(s)
      Kumagai Kazuyuki、Okubo Hiroki、Amano Ryo、Kozu Tomoko、Ochiai Masanori、Horiuchi Masataka、Sakamoto Taiichi
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 174 Issue: 5 Pages: 433-440

    • DOI

      10.1093/jb/mvad059

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] VLP-SELEXとin silico解析によるデングウイルス中和アプタマーの創製と有効性評価2023

    • Author(s)
      天野亮、道下 瑛陽、中野 涼太、一ノ瀬顕子、芳賀 和美、Meng Ling Moi、浜田道昭、 中村義一、 高橋理貴
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Generation of an RNA aptamer neutralizing dengue viruses by SELEX method targeting virus-like particles and advanced in silico analyses.2023

    • Author(s)
      Ryo Amano, Akiya Michishita, Ryota Nakano, Akiko Ichinose, Kazumi Haga, Meng Ling Moi, Michiaki Hamada, Yoshikazu Nakamura, Masaki Takahashi
    • Organizer
      INSNAC2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-VLP SELEXとin silico解析によるデングウイルス中和アプタマーの創製戦略2022

    • Author(s)
      天野亮, 道下 瑛陽, 中野 涼太,一ノ瀬顕子, 浜田道昭, 中村義一, 高橋理貴
    • Organizer
      日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] SELEX Library Construction.

    • URL

      https://www.bio-protocol.org/exchange/preprintdetail?type=3&id=2130

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] アデノ随伴ウイルスセロタイプ9に対するアプタマー及びその使用2024

    • Inventor(s)
      高橋理貴、天野亮、中村義一
    • Industrial Property Rights Holder
      高橋理貴、天野亮、中村義一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2024-040542
    • Filing Date
      2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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