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Design and synthesis of nucleosides to develop antiviral agents and oligonucleotide therapeutics

Research Project

Project/Area Number 21K06459
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
Research InstitutionTohoku Medical and Pharmaceutical University

Principal Investigator

Yoshimura Yuichi  東北医科薬科大学, 薬学部, 教授 (00230813)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 南川 典昭  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (40209820)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords核酸医薬 / ヌクレオシド / ヌクレオチド / 4'-チオヌクレオシド / ヌクレアーゼ抵抗性 / オリゴヌクレオチド / Tm / 抗HIV活性 / リパーゼ / 光学分割 / LNA/BNA / 抗ウィルス薬
Outline of Research at the Start

抗ウィルス薬と核酸医薬の開発を二元戦略とする新規ヌクレオシド誘導体のデザインと合成に取り組む。核酸医薬として使用できるよう、核酸と同じ形式での高分子化が可能なヌクレオシドとして、4’-置換4’-チオヌクレオシドと4’位にヒドロキシアルキルを導入したジデオキシヌクレオシドの2種類の誘導体をデザインした。前者については、先に当研究室で開発した合成法を鍵段階として利用する。特に、核酸医薬への応用の点では、これらの誘導体を含むオリゴヌクレオチド(短鎖のDNAやRNA)は、二重鎖の安定化に加え、酵素分解に対する抵抗性を有することが期待される。

Outline of Final Research Achievements

Two novel nucleoside derivatives were designed, both of which can be applied to the development of antiviral drugs and nucleic acid therapeutics. These derivatives involve modifications at the 4’ position of the nucleoside sugar moiety of a 4’-thionucleoside as well as a dideoxynucleoside. Although the antiviral activity evaluation of the obtained nucleoside derivatives remains inconclusive, in terms of application to nucleic acid therapeutics, the properties of 4’-thio LNA/BNA-type oligonucleotides synthesized from the above mentioned 4’-thionucleosides were analyzed and evaluated. As a result, the introduction of the newly synthesized nucleosides stabilized the double-stranded formation of oligonucleotides and demonstrated resistance to degradation by nucleases.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

新規抗ウィルス薬の開発は現在の創薬研究において高い緊急性を要するものとなっている。加えて、核酸医薬の実用化に向けた修飾ヌクレオチドの開発についても同様に高いニーズが存在する。これらの問題に対する取り組みとしては、構造的新規性を有するヌクレオシド誘導体の合成と評価を伴った基礎的取組が必要不可欠である。本研究では、抗ウィルス薬の開発と核酸医薬に適応可能なヌクレオチドユニットの創製を同時に行える戦略を取り、新たなヌクレオシド誘導体の合成を達成した。得られた誘導体を組み込んだオリゴヌクレオチドは期待通り、高い二重鎖安定性とヌクレアーゼ抵抗性を示し、新たな核酸医薬開発に道を開くものである。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2021

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

  • [Journal Article] Synthesis and Properties of 4′-ThioLNA/BNA2021

    • Author(s)
      Maeda Rion、Saito-Tarashima Noriko、Wakamatsu Hideaki、Natori Yoshihiro、Minakawa Noriaki、Yoshimura Yuichi
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 23 Issue: 10 Pages: 4062-4066

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c01306

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] コルジセピンの4’-チオヌクレオシド誘導体の合成研究2023

    • Author(s)
      名取 良浩,西 由之,安達 桃子,若松 秀章,斎藤 有香子,皆瀨 麻子, 吉村 祐一
    • Organizer
      第62回日本薬学会東北支部大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 核酸医薬への展開を目指したヌクレオシドの合成2023

    • Author(s)
      吉村 祐一
    • Organizer
      核酸化学を基盤とする医薬品化学シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 酢酸イオンによる三員環スルホニウムイオンの開環を鍵工程とするコルジセピンの4’-チオヌクレオシド誘導体の合成研究2023

    • Author(s)
      名取 良浩、西 由之、渡邊 義之、若松 秀章、斎藤 有香子、皆瀨 麻子、山口 健太郎、兵頭 直、吉村 祐一
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 4’-チオLNA/BNAの合成2021

    • Author(s)
      吉村祐一,前田璃音,田良島典子,若松秀章,名取良浩,南川典昭
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第6回年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Synthesis and Properties of 4'-ThioLNA/BNA2021

    • Author(s)
      Toshiki Miyazawa, Rion Maeda, Noriko Saito-Tarashima, Yuichi Yoshimura, Noriaki Minakawa
    • Organizer
      第48回国際核酸化学シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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