2014 Fiscal Year Research-status Report
ヘリックス相互作用認識を利用した人工EGF受容体の創製と細胞機能制御
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25460148
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
中瀬 生彦 大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 講師 (40432322)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | EGF受容体 / 人工受容体 / コイルドコイル / ヘリックス相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題において、人工的に創製されたロイシンジッパーペプチドを利用し、コイルドコイル形成による人工epidermal growth factor receptor（EGFR）の二量体化及び、それに伴う受容体活性化を誘導するシステム構築を目的とし、最終的にはこの人工受容体による生体内での細胞治療・細胞制御技術に繋げる。これまでの研究で、人工ヘリックスペプチドを2分子繋げたリガンドを調製し、そのペプチドと相互作用する人工ヘリックス配列を 細胞外配列に融合したEGFRを遺伝子工学で細胞膜に構築した結果、人工EGFRへの特異的なリガンド結合、及び、受容体活性化が確認され、アクチン骨格再構成によるラメリポディア形成や、細胞遊走といった細胞応答を本システムで制御可能であることを確認している。本研究では、さらに効率的な受容体活性化可能な人工リガンドの開発のため、新たにロイシンジッパーペプチドを細胞由来マテリアル基盤上で密度の高いリガンド体の創製を行った。100nm程度のサイズを有する細胞分泌小胞に人工ロイシンジッパーペプチドを構築することで、分泌小胞膜に結合したペプチド量に依存して人工EGFRを高い効率で活性化することを明らかにした。現在、マルチヘリックス型や、磁性ビーズ搭載型リガンド等についても検討を続けており、細胞治療に最も適する人工EGFR-リガンドシステムの構築を進める。
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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
研究の達成度として、おおむね順調に研究が進展していると判断できる。上記の通り、将来的に生体内で活用できる細胞治療を指向した人工受容体-リガンドシステムの構築を目指しており、本年度における研究実績で示したように、細胞由来のマテリアルを基盤にした人工リガンドの創出を行うことで、生体において適応性の高いシステム開発に繋げ、今後引き続きペプチドリガンドの最適化を進める。また、本システムはリガンドの種類によっては薬物送達への応用も可能であることから、単に受容体活性化システムによる細胞機能制御の枠を超えた、さらに診断・治療といった医療へ貢献ができる将来性の高い技術となることが大いに期待できると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
生体適応、及び、高効率に受容体活性化が可能なペプチドリガンドの最適化とあわせて、細胞治療を指向した膵臓細胞への人工EGFR安定発現細胞の構築、及び、インスリン分泌に関する評価を行う。マウス膵臓細胞は、EGFRの活性化によってインスリンが分泌されることが報告されている。本研究では人工EGFRをマウス膵臓細胞に発現させることで、細胞からのインスリン分泌を人工受容体-リガンドシステムで制御する技術を開発する。まずは一過性にEGFRを発現させた細胞で、各種の人工リガンドによる受容体刺激によるインスリン分泌の評価を行う。さらに、安定的に人工EGFRが細胞膜に発現する膵臓細胞も作製し、動物に移植することで、in vivoでの人工EGFRの活性化制御、及び、インスリン分泌の制御が可能か検討を行う。
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| Causes of Carryover |
今後の推進方策にも記述したが、引き続き生体への適合性の高い人工リガンドの創製が必要であり、細胞分泌小胞のみならず生体内分解能を有するポリマーや、既に薬物送達に利用されているリポソーム等を基盤に、次年度において継続的に生体内での機能性の高い人工リガンドの開発と評価を行う為に、次年度使用を行う。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
経費は主にペプチド合成用の有機化学系試薬（アミノ酸、ペプチド合成用レジン、カップリング試薬、リンカー等）や、細胞培養・プラスチック製品（共焦点顕微鏡、フローサイトメトリー実験用）に必要な消耗品購入、及び、国内・海外で開催される学会等における研究成果発表の旅費等に充てる。
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[Journal Article] Controlling leucine-zipper partner recognition in cells through modification of a-g interactions2014
Author(s)
Yusuke Azuma, Tim Kukenshoner, Guangyong Ma, Jun-ichiro Yasunaga, Miki Imanishi, Gen Tanaka, Ikuhiko Nakase, Takahiro Maruno, Yuji Kobayashi, Katja M. Arndt, Masao Matsuoka and Shiroh Futaki
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Journal Title
Chemical Communications
Volume: 50
Pages: 6364-6367
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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