超機能性人工オリゴヌクレオチドによる遺伝子医薬品の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12557201
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 今西 武 大阪大学, 薬学研究科, 教授 (40028866)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土井 健史 大阪大学, 薬学研究科, 教授 (00211409)
• Keywords: 糖部立体配座 / ヌクレオシド類縁体 / オリゴヌクレオチド類縁体 / 合成 / アンチセンス / BNA / 酵素耐性 / ホスホロアミダート結合

Research Abstract

標的遺伝子のmRNAに相補的なオリゴヌクレオチドを細胞へ投与し、当該遺伝子の発現のみを特異的に抑制するアンチセンス法は新しい疾病の治療法として注目を集めている。本研究では、糖部立体配座を固定した新規ヌクレオシド類縁体(各種BNA類)をオリゴヌクレオチドへと導入し、アンチセンス分子として必要とされる種々の特性について詳細な評価を行なうと共に、新たなBNA類の開発を推進し、以下のような成果を得た。
1.N3'→P5'ホスホロアミダート結合を有する新規BNAの機能評価
N3'→P5'ホスホロアミダート結合を有する新規BNAオリゴヌクレオチド類(3'-amino-2',4'-BNA)を合成した。まず、標的となるmRNAとの結合親和性をTm測定により評価したところ、3'-amino-2',4'-BNAは極めて強固に相補鎖RNAと結合することが確認できた。さらに、この3'-amino-2',4'-BNAのヌクレアーゼに対する耐性を検討したところ、驚くべきことに、現在臨床で用いられているホスホロチオアート型オリゴヌクレオチドよりもはるかに優れたヌクレアーゼ耐性を示すことがわかった。
2.新たな機能性人工オリゴヌクレオチド類の設計と合成
これらの知見をもとにして、遺伝子医薬品への展開を念頭にした新たな機能性人工オリゴヌクレオチドを設計し、その基本骨核となるヌクレオシドモノマー類の合成を行なった。合成に成功したヌクレオシドモノマー類は、様々な化学修飾によって糖部の立体配座を固定、束縛している。さらに、一部の化合物に関しては、リン酸ジエステル結合の修飾も同時に達成しており、アンチセンス分子としての機能性に期待が持てるものである。

Research Products

• [Publications] Hari, Y., Obika, S., Sakaki, M., Morio, K., Yamagata, Y., Imanishi, T.: "Effective Synthesis of C-Nucleosides with 2',4'-BNA modification"Tetrahedron. 58. 3051-3063 (2002)
• [Publications] Obika, S., Morio, K., Nanbu, D., Hari, Y., Itoh, H., Imanishi, T.: "Synthesis and Conformation of 3',4'-BNA Monomers, 3'-O,4'-C Methyleneribonucleosides"Tetrahedron. 58. 3039-3049 (2002)
• [Publications] Imanishi, T, Obika, S.: "BNAs : Novel Nucleic Acid Analogs with a Bridged Sugar Moiety"Chem.Commun.. 16. 1653-1659 (2002)
• [Publications] Obika, S., Hari, Y., Sekiguchi, M., Imanishi, T.: "Stable Oligonucleotide-directed Triplex Formation at Target Sites Containing CG Interruptions : Strong and Sequence-specific Recognition by 2',4'-Bridged Nucleic Acid Bearing 2-Pyridones under Physiological Conditions"Chem.Eur.J.. 8. 4796-4802 (2002)
• [Publications] Obika, S., Sekiguchi, M., Osaki, T., Shibata, N., Masaki, M., Hari, Y., Imanishi, T.: "Synthesis and Conformation of a Novel Bridged Nucleoside with S-type Sugar Puckering, Trans-3',4'-BNA Monomer"Tetrahedron Lett.. 43. 4365-4368 (2002)
• [Publications] 今西 武, 小比賀 聡: "アンチセンスBNAオリゴヌクレオチドを用いた遺伝子発現抑制"日薬理誌. 120. 85-90 (2002)
• [Publications] 今西 武, 張 功幸: "高機能性人工核酸の開発に向けて"脳. 21・5. 309-314 (2002)
• [Publications] Morita, K., Hasegawa, C., Kaneko, M., Tsutsumi, S., Sone, J., Ishikawa, T., Imanishi, T., Koizumi, M.: "2'-O,4'-C-Ethylene-Bridged Nucleic Acids (ENA) : Highly Nuclease-resistant and Thermodynamically Stable Oligonucleotides for Antisense Drug"Bioorg.Med.Chem.Lett.. 12. 73-76 (2002)