2017 Fiscal Year Annual Research Report
The design of the cell internal division child confirmation peptide and cell function alteration
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16H04575
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
本多 裕之 名古屋大学, 予防早期医療創成センター, 教授 (70209328)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 竜司 名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (50377884)
清水 一憲 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (70402500)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ペプチド / アレイ / 探索 / 細胞 / 機能評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞内分子認識ペプチドのデザインと細胞機能改変・・・ペプチドは豊富なバリエーションから創薬リード化合物の宝庫として注目されている。ペプチド構造を基とした医薬品開発が盛んに進んでおり、細胞内分子認識ペプチドは細胞内で機能する新しい医薬化合物として期待されている。そこで、これまでの研究成果を活用し、①末端に細胞膜透過性ペプチド（Cell Penetrating Peptide; CPP）を付与し、②細胞内導入後、解裂するマシナリーを備え、③細胞内に導入しやすい特徴を持つランダムペプチドライブラリーを作製し、④約5000スポットに配置された細胞アレイを使い、個々に異なるペプチドを投与できる評価系を構築し、機能変化を画像解析評価することで、少細胞、かつin situで細胞内から細胞機能改変を惹起する創薬候補化合物を探索とデザインを目指す。②③④に関して実施し一定の成果を得た。
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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
１）多孔性シリカビーズを用いたペプチドの捕捉／放出制御（本多、清水）アレイ配置した細胞へのペプチドの投与を目指し、微小シリカビーズの開発を検討した。表面電荷をpH5, 7, 9と変えた多孔性シリカを用い600℃、750℃、900℃で高温焼成することで、シリカの疎水度を調整した。pH9のシリカを600℃で焼成したものを用いたとき、酸性条件で吸着できるペプチドの種類、量ともに最も大きくなることがわかった。pH変化で放出できるペプチドを調べた結果、IIDIIDDのように酸性かつ疎水性のペプチドで、約7割のペプチドが放出できた。他の性質のペプチドも放出できるように、他のペプチドとの共吸着を試みたが、吸着量、放出量の向上には至らなかった。
２）5000ペプチド程度が同時に評価できる少数細胞評価法の開発（本多、清水）10nmサイズの磁性微粒子を埋包した正電荷リポソーム（MCL）を取り込ませて細胞を磁気ラベルし、別途開発した大面積剣山状デバイスを使って培養器外部からの磁力で細胞をアレイ配置させた。シリカビーズに磁性微粒子を取り込ませることにも成功し、アレイ配置した細胞に吸着させたペプチドを同時配置できることを明らかにした（未発表データ）、多数のペプチドを同時に評価できるシステムが構築できた。
３）配列改変ペプチドによる細胞内微小構造体への結合評価（本多、加藤）探索した細胞内機能性ペプチドが細胞内で機能するかどうかを調べた。細胞透過性ペプチド（オクタアルギニン、R8）と細胞死誘導ペプチドWELVVLGKLを連結した場合、高い細胞死活性が得られることがわかった。一方、細胞内でのペプチドの機能を明確にするため、細胞内で、R8と細胞死誘導ペプチドをSS結合などで連結し細胞内で解離させる方法を検討した。しかし、安定した連結ペプチドの合成が難しく、結果として配列改変ペプチドライブラリーの構築にはいまだ至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）多孔性シリカビーズを用いたペプチドの捕捉／放出制御（本多、清水）
pH7の培養環境で放出可能な（吸着しにくい）ペプチドは特定できたが、pH7で吸着するペプチドについても明らかにし、物理化学的な性質でマップ化し活用可能なペプチドの特定を図る。また機能性ペプチドを、pH7で放出可能な物理的性質に近づけるため、残基置換ペプチドを合成し、その可能性を明らかにする。
２）配列改変ペプチドによる細胞内微小構造体への結合評価（本多、加藤）
引き続き細胞内機能性ペプチドで、配列改変ペプチドライブラリーを構築し、より低濃度で細胞機能変化を惹起できるペプチドを探索する。
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