2021 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of the immunostimulatory activity of CpG ODNs by G-quadruplex formation
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18K04858
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
山崎 智彦 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (50419264)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池袋 一典 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 卓越教授 (70251494)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | トール様受容体9 / CpG ODN / Gカルテット構造 / 免疫活性化 / アジュバント / I型インターフェロン / インターロイキン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自然免疫受容体トール様受容体9（TLR9）のリガンド分子である一本鎖オリゴデオキシヌクレオチド(CpG ODN)には、パリンドローム配列とポリG配列を持ち複雑な高次構造を形成してナノ粒子化するクラスAと直鎖構造のクラスBの2種類が存在し、両方ともTLR9に結合するにもかかわらず、誘導する因子がそれぞれI型インターフェロンもしくはIL-12/IL-6と異なることが報告されている。本研究では、DNAが細胞核内部で形成している高次構造の1つであるグアニン四重鎖（Ｇ４）構造に着目し、分子内G4構造もしくは分子間G4構造を形成させるようにCpG ODNの配列を設計することで、CpG ODNの立体構造を形成させ、免疫活性機能を改変することを目的として研究を進めている。
今までの研究でG4構造のループ部分に導入するCpG配列を含む核酸の長さや配列を改変することにより、誘導するサイトカイン類の発現量を制御が可能であること。また、カチオン性リポソームとG4-CpG ODNを混合することにより、ループ領域に導入した配列の鎖長により誘導する因子のスイッチングが起こることを明らかとした。
2022年度は、G4構造のループ領域に導入する配列に依存して免疫細胞から誘導される因子が異なる現象のメカニズムの解明を進めた。その結果、カチオン性リポソーム/G4 CpG ODNの量比を代えることで、同様の誘導因子のスイッチングが起こることを明らかとした。また、カチオン性リポソーム/G4 CpG ODNの量比による複合体の大きさと表面電荷についても解析し、複合体の物性が免疫誘導因子の発現のスイッチングに関与していることを明らかとした。
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