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2023 Fiscal Year Research-status Report

革新的中分子医薬品創出を目指したペプチドフォルダマー研究

Research Project

Project/Area Number 21K05320
Research InstitutionNational Institute of Health Sciences

Principal Investigator

出水 庸介  国立医薬品食品衛生研究所, 有機化学部, 部長 (90389180)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywordsヘリカルペプチド / フォルダマー / 細胞膜透過性ペプチド / 核酸医薬品 / DDS
Outline of Annual Research Achievements

様々な非天然型アミノ酸を含むことで特殊な立体構造を形成(フォルダマー)する中分子ペプチド医薬品の開発が活発化している。これらのペプチドは、従来の医薬品では達成できなかった治療効果が期待でき、化学合成による製造が可能でコストの問題を回避できることから、次世代の医薬品モダリティのひとつとして期待されている。それらのペプチドの立体構造に着目すると、環状構造、あるいは安定なヘリカル構造を形成できる中分子ペプチドの開発が盛んである。特に、ヘリカル構造はDNAや他のタンパク質を認識する上で重要な役割を果たしているため、安定なヘリカル構造を形成できるペプチドの合理的設計は高機能中分子医薬品を開発する上で重要なアプローチのひとつである。本研究では、ヘリカル構造制御のビルディングブロックとして汎用されるα,α-ジ置換アミノ酸、β-アミノ酸、アミノ酸側鎖架橋(ステープル)等を組み合わせることで、高度かつ精密にヘリカル構造を形成できるペプチドの開発とそれらを利用した創薬研究、すなわち、「革新的中分子医薬品創出を目指したペプチドフォルダマー創薬研究」を行うことを目的とした。 令和5年度は、カチオン性および疎水性アミノ酸から構成される両親媒性ペプチドフォルダマーを活用した核酸の細胞内デリバリーツールの開発を目指した。特に、ステープル構造を導入することでヘリカル構造を安定化させた両親媒性ペプチドフォルダマーは、pDNA、 mRNA、siRNAを細胞内に効率的に輸送できることを明らかとした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

両親媒性ペプチドフォルダマーの合理的デザイン手法、細胞評価系の確立を達成でき、高機能なキャリアペプチドを見出し、論文化することができたため。

Strategy for Future Research Activity

本研究で確立したペプチドデザイン手法を一般化することで、組織選択的、細胞選択的なDDSキャリアペプチドの開発に繋げる。

Causes of Carryover

R5年度に挙げた研究成果を論文化するための追加研究、論文投稿・掲載費用等が必要となったため。

  • Research Products

    (32 results)

All 2024 2023

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 6 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Rational Design of Amphipathic Antimicrobial Peptides with Alternating L-/D-Amino Acids That Form Helical Structures2024

    • Author(s)
      Hirano Motoharu、Yokoo Hidetomo、Ohoka Nobumichi、Ito Takahito、Misawa Takashi、Oba Makoto、Inoue Takao、Demizu Yosuke
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 72 Pages: 149~154

    • DOI

      10.1248/cpb.c23-00465

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sculpting Secondary Structure of a Cyclic Peptide: Conformational Analysis of a Cyclic Hexapeptide Containing a Combination of <scp>l</scp>-Leu, <scp>d</scp>-Leu, and Aib Residues2023

    • Author(s)
      Ito Takahito、Yokoo Hidetomo、Kato Takuma、Doi Mitsunobu、Demizu Yosuke
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 8 Pages: 44106~44111

    • DOI

      10.1021/acsomega.3c06397

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Magainin 2-derived stapled peptides derived with the ability to deliver pDNA, mRNA, and siRNA into cells2023

    • Author(s)
      Hirano Motoharu、Yokoo Hidetomo、Goto Chihiro、Oba Makoto、Misawa Takashi、Demizu Yosuke
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 14 Pages: 10403~10410

    • DOI

      10.1039/D3SC04124G

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Enhancing Chemical Stability through Structural Modification of Antimicrobial Peptides with Non-Proteinogenic Amino Acids2023

    • Author(s)
      Ito Takahito、Matsunaga Natsumi、Kurashima Megumi、Demizu Yosuke、Misawa Takashi
    • Journal Title

      Antibiotics

      Volume: 12 Pages: 1326~1326

    • DOI

      10.3390/antibiotics12081326

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Design of antimicrobial peptides containing non-proteinogenic amino acids using multi-objective Bayesian optimisation2023

    • Author(s)
      Murakami Yuki、Ishida Shoichi、Demizu Yosuke、Terayama Kei
    • Journal Title

      Digital Discovery

      Volume: 2 Pages: 1347~1353

    • DOI

      10.1039/D3DD00090G

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Hydrophobic Cell-Penetrating Stapled Peptides as Drug Carriers2023

    • Author(s)
      Tsuchiya Keisuke、Horikoshi Kanako、Fujita Minami、Hirano Motoharu、Miyamoto Maho、Yokoo Hidetomo、Demizu Yosuke
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Pages: 11768~11768

    • DOI

      10.3390/ijms241411768

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structure?Activity Relationship Study of Helix-Stabilized Antimicrobial Peptides Containing Nonproteinogenic Amino Acids2023

    • Author(s)
      Ito Takahito、Hashimoto Wakana、Ohoka Nobumichi、Misawa Takashi、Inoue Takao、Kawano Ryuji、Demizu Yosuke
    • Journal Title

      ACS Biomaterials Science &amp; Engineering

      Volume: 9 Pages: 4654~4661

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.3c00759

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of the Stapled α-Helical Peptide ATSP-7041 as a Substrate and Strong Inhibitor of OATP1B1 In Vitro2023

    • Author(s)
      Ishikawa Rika、Saito Kosuke、Misawa Takashi、Demizu Yosuke、Saito Yoshiro
    • Journal Title

      Biomolecules

      Volume: 13 Pages: 1002~1002

    • DOI

      10.3390/biom13061002

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In silico optimization of peptides that inhibit Wnt/β-catenin signaling2023

    • Author(s)
      Fujita Minami、Tsuchiya Keisuke、Kurohara Takashi、Fukuhara Kiyoshi、Misawa Takashi、Demizu Yosuke
    • Journal Title

      Bioorganic &amp; Medicinal Chemistry

      Volume: 84 Pages: 117264~117264

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2023.117264

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Developmental Trends of Peptide Drugs and Their Quality Assessment using Secondary Structure Analysis2023

    • Author(s)
      Misawa Takashi、Demizu Yosuke
    • Journal Title

      ChemistrySelect

      Volume: 8 Pages: 1~8

    • DOI

      10.1002/slct.202300408

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 創薬モダリティの進化と展望2024

    • Author(s)
      出水庸介
    • Organizer
      日本薬学会第144回年会シンポジウム:がんと闘うアカデミア創薬の新挑戦
    • Invited
  • [Presentation] 中分子ペプチド医薬品のレギュレーション2024

    • Author(s)
      出水庸介
    • Organizer
      日本薬学会第144回年会シンポジウム:中分子医薬および超分子DDSの開発・評価とレギュレーションについて考える
    • Invited
  • [Presentation] 中分子ペプチド医薬品の開発の現状と将来展望2024

    • Author(s)
      出水庸介
    • Organizer
      日本薬学会第144回年会シンポジウム:中分子ペプチド医薬品の未来を拓くイノベーションとレギュレーション
    • Invited
  • [Presentation] ヘリカルテンプレートペプチドの開発とDDSキャリアへの応用2024

    • Author(s)
      三澤隆史,伊藤貴仁,加藤巧馬,大岡伸通,井上貴雄,土井光暢,出水庸介
    • Organizer
      日本薬学会第144回年会シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 核酸医薬品の効率的細胞内輸送を目指した両親媒性ステープルペプチドの開発2024

    • Author(s)
      堀越奏子,横尾英知,土屋圭輔,出水庸介
    • Organizer
      日本薬学会第144回年会
  • [Presentation] 膜透過性ペプチドを利用したPROTACの効率的細胞内導入2024

    • Author(s)
      宮本真歩,横尾英知,出水庸介
    • Organizer
      日本薬学会第144回年会
  • [Presentation] 疎水性ステープルペプチドを活用したデリバリーキャリアの開発2024

    • Author(s)
      横尾英知,土屋圭輔,堀越奏子,藤田陽,平野元春,宮本真歩,周東睿,出水庸介
    • Organizer
      日本薬学会第144回年会
  • [Presentation] カチオン性ジ置換アミノ酸を導入した抗菌ペプチドフォルダマーの開発2024

    • Author(s)
      三澤隆史,伊藤貴仁,倉島恵愛,出水庸介
    • Organizer
      日本薬学会第144回年会
  • [Presentation] In silico手法を利用した Wnt/β-catenin シグナル経路阻害ペプチドの開発2024

    • Author(s)
      藤田陽,菊地杏美香,有田恭平,三澤隆史,出水庸介
    • Organizer
      日本薬学会第144回年会
  • [Presentation] 逆相クロマトグラフィーを用いた特殊環状ペプチドのペプチド関連不純物評価2024

    • Author(s)
      橋井則貴,蛭田葉子,三澤隆史,大岡伸通,鈴木琢雄,出水庸介,石井明子
    • Organizer
      日本薬学会第144回年会
  • [Presentation] 非天然型構造を有するペプチド医薬品の安全性評価2023

    • Author(s)
      斎藤嘉朗,出水庸介
    • Organizer
      第6回医薬品毒性機序研究会シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Design of hydrophobic cell-penetrating stapled peptides as drug carriers2023

    • Author(s)
      横尾英知,土屋圭輔,堀越奏子,藤田陽,平野元春,宮本真歩,出水庸介
    • Organizer
      第60回ペプチド討論会
  • [Presentation] GalNAc-conjugated helical peptides as tissue-selective carrier2023

    • Author(s)
      伊藤貴仁,三澤隆史,出水庸介
    • Organizer
      第60回ペプチド討論会
  • [Presentation] Development of stapled peptides as DDS carriers for intracellular delivery of nucleic acids2023

    • Author(s)
      平野元春,横尾英知,大庭誠,三澤隆史,出水庸介
    • Organizer
      第60回ペプチド討論会
  • [Presentation] Development of helical template peptides for efficient DDS carrier2023

    • Author(s)
      三澤隆史,伊藤貴仁,加藤巧馬,大岡伸通,井上貴雄,土井光暢,出水庸介
    • Organizer
      第60回ペプチド討論会
  • [Presentation] β-cateninを標的としたPPI阻害ペプチドのin silicoデザイン2023

    • Author(s)
      藤田陽,橋井則貴,石井明子,三澤隆史,出水庸介
    • Organizer
      第40回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • [Presentation] カチオン性アミノ酸に着目した抗菌ヘリカルペプチドの構造活性相関研究2023

    • Author(s)
      三澤隆史,伊藤貴仁,倉島恵愛,出水庸介
    • Organizer
      第40回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • [Presentation] Wnt/β-cateninシグナル経路阻害ペプチドのin silico設計2023

    • Author(s)
      藤田陽,三澤隆史,出水庸介
    • Organizer
      第67回日本薬学会関東支部大会
  • [Presentation] Development of helical peptide foldamers for tissue-selective carriers2023

    • Author(s)
      Ito T, Misawa T, Demizu Y
    • Organizer
      Munich 2023 Symposium on Foldamers
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 両親媒ヘリカルペプチドを利用した核酸の細胞内デリバリー2023

    • Author(s)
      平野元春,横尾英知,大庭誠,三澤隆史,出水庸介
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第8回年会
  • [Presentation] オリゴサルコシン修飾によるキャリアペプチドのプラスミドDNAデリバリー効率の向上2023

    • Author(s)
      横尾英知,内田智士,出水庸介,大庭誠
    • Organizer
      ケミカルバイオロジー第17回年会
  • [Presentation] 生理活性ペプチドの効率的導出に向けたヘリカルテンプレートの開発2023

    • Author(s)
      三澤隆史,加藤巧馬,伊藤貴仁,大岡伸通,井上貴雄,土井光暢,出水庸介
    • Organizer
      ケミカルバイオロジー第17回年会

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Published: 2024-12-25  

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