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2022 Fiscal Year Research-status Report

Development of artificial nucleic acid aptamers to improve the efficacy of antisense oligonucleotide

Research Project

Project/Area Number 21K14743
Research InstitutionNational Institutes of Biomedical Innovation, Health and Nutrition

Principal Investigator

笠原 勇矢  国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 創薬デザイン研究センター, サブプロジェクトリーダー (10740673)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsアプタマー / アンチセンス核酸 / 核酸医薬 / DDS / SELEX
Outline of Annual Research Achievements

核酸医薬の一つであるアンチセンス核酸(ASO)が抱える課題として肝臓以外の臓器(細胞)へのデリバリーがあげられる。ASOを肝臓以外の臓器に効率的に送達し機能を発揮させるデリバリー担体として、同じ核酸分子であるアプタマーに着目した。アプタマーは抗体のように標的分子に特異的に結合することができる1本鎖の核酸分子であり、SELEX法と呼ばれる選別方法によって望みの機能を持ったものを効率的に取得できる特徴がある。本研究では、ASOの機能を指標としたSELEXによって、目的の臓器(細胞)への送達効率だけでなくASOの機能も向上可能なアプタマーの創出を試みる。得られたアプタマーを培養細胞での機能評価だけでなく実験動物における送達効率や治療効果を検証することでその有用性を評価する。なお、アプタマーの核酸分解酵素に対する安定性を向上させるための糖部修飾と、親和性を向上するための塩基部修飾を組み合わせた塩基部/糖部デュアル修飾型人工核酸を利用する。
令和4年度(2022年度)は、SELEXに使用するライブラリを構築する際の各種反応条件(酵素濃度、三リン酸体濃度、テンプレート濃度、Mn2+濃度、反応温度・時間)を精査することで、酵素合成の反応効率を2倍程度向上できる条件を見出した(天然型のDNAとほぼ同程度の反応効率)。また、ライブラリ構築およびスクリーニング時に使用する塩基部/糖部デュアル修飾型人工核酸三リン酸体(2'-OMe-Utrp-TP)を合成する際の鍵反応であるHeck反応によるウラシル5位へのリンカー構造の導入について、反応条件を精査することで、収率を2倍程度向上させる条件を見出した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

スクリーニングを実施するにあたり、酵素合成の反応効率が低いために必要量のライブラリを確保するのが想定以上に難航したため。

Strategy for Future Research Activity

構築したライブラリとスクリーニング系を用いてアプタマーの機能に着目したスクリーニングを実施し、得られたアプタマーの有用性を評価する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] 糖・塩基部デュアル修飾型人工核酸を用いた抗CHIP/STUB1アプタマーの創出2023

    • Author(s)
      石田健太、千賀陽子、仁田峠海斗、岡正啓、大岡伸通、星野秀和、出水庸介、井上貴雄、小比賀聡、笠原勇矢
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] ランダム領域を拡張した修飾オリゴヌクレオチドの酵素合成2023

    • Author(s)
      仁田峠海斗、石田健太、星野秀和、笠原勇矢、小比賀聡
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] ポリアミンによる人工核酸の酵素伸長への影響2023

    • Author(s)
      星野秀和、笠原勇矢、小比賀聡
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] 2′位や5′位を修飾した人工核酸の改変ポリメラーゼによる酵素伸長2022

    • Author(s)
      石田健太、笠原勇矢、星野秀和、小比賀聡
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第7回年会
  • [Presentation] 塩基部修飾人工核酸を用いた抗IL-6Rアプタマーの開発2022

    • Author(s)
      笠原勇矢、千賀陽子、石田健太、奥田匠、長尾知生子、新山真由美、鎌田春彦、水口賢司、小比賀聡
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第7回年会
  • [Presentation] Enzymatic synthesis of oligonucleotide with 2′-MOE modification2022

    • Author(s)
      Ishida K., Kasahara Y., Hoshino H., Obika S.
    • Organizer
      The 18th Annual Meeting of the Oligonucleotide Therapeutics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of antagonist aptamers to interleukin-6 receptor2022

    • Author(s)
      Kasahara Y., Senga Y., Ishida K., Okuda T., Nagao C., Niiyama M., Kamada H., Mizuguchi K., Obika S.
    • Organizer
      The 18th Annual Meeting of the Oligonucleotide Therapeutics Society
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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