2021 Fiscal Year Annual Research Report
mRNAの高次構造形成誘導を利用した核酸医薬の開発
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21J11197
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
嘉村 匠人 熊本大学, 自然科学教育部, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Keywords | Staple核酸 / RNA G-quadruplex / 遺伝子発現抑制 / 人工核酸 / 核酸医薬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
RNAiなどを利用した核酸医薬は、近年少しずつ臨床現場に出現するようになったものの依然として投与する核酸の生体内安定性など問題点の改善が求められている。この問題に対して人工核酸を駆使して解決することが試みられているが、人工核酸を利用する際にはRISC複合体形成に対する配慮が必要であり、その使用が制限される。
このような背景から申請者らは先行研究において「酵素反応を必要としないことから人工核酸を自由に利用可能な新しい遺伝子発現制御技術（Staple核酸技術）」を開発し、動物個体内において天然核酸を利用したStaple核酸（Staple RNA）導入により標的遺伝子の発現を抑制することに成功している。そこで、本研究では疾患モデル動物を用いたフェノタイプ解析やプロテオーム解析、体内動態解析などを行いStaple核酸の医薬品としての可能性を評価する。
初年度である令和3年度は、圧負荷誘発性心肥大モデルマウスにStaple RNAを発現するアデノ随伴ウイルスを投与した後、心エコーや組織染色などフェノタイプ解析を行った。その結果、Staple RNA存在下でのみ心機能の低下および心筋線維化が抑制された。また、人工核酸を利用して設計したStaple核酸（人工核酸Staple）の試験管内・細胞内・マウス個体内の各段階における遺伝子発現抑制機能を評価するためにレポーターアッセイおよびウエスタンブロッティングを行った。細胞およびマウスを用いた検討においては、リポフェクション法あるいはin vivo用トランスフェクション試薬を利用した手法により人工核酸Stapleを細胞内・マウス個体内へ導入した。その結果、各段階の検討において人工核酸Stapleを導入することにより標的遺伝子の発現を抑制することに成功した。
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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
Staple RNAを疾患モデルマウスに投与することによりその病態進行の抑制に成功し、Staple核酸技術の医薬品応用の可能性を示すことができた。また、人工核酸Stapleがin vitro、in cell、in vivoの各段階において標的遺伝子の発現を抑制することができた。上述した検討を通してマウスを用いた人工核酸Stapleの実験系も確立しているので、速やかに人工核酸Stapleを用いた疾患モデルマウスのフェノタイプ解析を行えると考えており、現在のところほぼ予定どおり進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、人工核酸Stapleを疾患モデルマウス（圧負荷誘発性心肥大モデルマウス）に投与し、心エコーや組織染色などフェノタイプ解析を行う。また、Staple核酸の医薬品応用において毒性は重要な評価項目の１つである。したがって、フェノタイプ解析と並行してプロテオーム解析やマイクロアレイ解析、体内動態解析、メタボローム解析などを行い、人工核酸Stapleの毒性（狭義・広義のオフターゲット効果）を評価する。
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