がん細胞特異的mRNAの四重らせん構造に対する分子標的型光線力学療法の創製

• 研究課題/領域番号: 16K14042
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 甲南大学
• 研究代表者: 三好 大輔 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 教授 (50388758)
• 研究分担者: 川内 敬子 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 講師 (40434138)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 四重らせん構造 / RNA / NRAS / がん / 光線力学療法 / 分子標的型 / フタロシアニン / mRNA / リガンド / RAS / 活性酸素 / 分子標的

研究成果の概要

低侵襲ながん治療法である光線力学療法（PDT)の問題点を解決するために、がん細胞で特異的に発現している分子のみを標的とできる「分子標的型PDT（MTPDT)」の確立を目的とした。標的として、NRASタンパク質をコードするmRNAが形成する四重らせん構造とした。
細胞内外での検討の結果、亜鉛を配位したフタロシアニンは光照射により、NRAS mRNAを特異的に切断し、NRASタンパク質の発現量を低下させた。さらに、ヒト乳がん由来のMCF-7細胞を死滅させることができた。このようなNRAS mRNAの切断は、嫌気状態でも可能であったことから、固形がんへの展開も可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Unexpected Position-Dependent Effects of Ribose G-Quartets in G-Quadruplexes (2017)
  • 著者名/発表者名: Zhou Jun、Amrane Samir、Rosu Frederic、Salgado Gilmar F.、Bian Yunqiang、Tateishi-Karimata Hisae、Largy Eric、Korkut Dursun Nizam、Bourdoncle Anne、Miyoshi Daisuke、Zhang Jian、Ju Huangxian、Wang Wei、Sugimoto Naoki、Gabelica Valerie、Mergny Jean-Louis
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 139 号: 23 ページ: 7768-7779
  • DOI: 10.1021/jacs.7b00648
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Highly Sensitive Telomerase Assay Insusceptible to Telomerase and Polymerase Chain Reaction Inhibitors for Cervical Cancer Screening Using Scraped Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Yaku Hidenobu、Yoshida Yoshio、Okazawa Hidehiko、Kiyono Yasushi、Fujita Yuko、Miyoshi Daisuke
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 89 号: 13 ページ: 6948-6953
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.6b04777
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Selective and robust stabilization of triplex DNA structures using cationic comb-type copolymer (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Yamayoshi, D. Miyoshi, Y. Zouzumi, Y. Matsuyama, J. Ariyoshi, N. Shimada, A. Murakami, T. Wada, A. Maruyama
  • 雑誌名: J. Phys. Chem., B 巻: 1221 号: 16 ページ: 4015-4022
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.7b01926
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] DNA G-wire formation using an artificial peptide is controlled by protease activity (2017)
  • 著者名/発表者名: Usui, K., Okada, A., Sakashita, S., Shimooka, M., Tsuruoka, T., Nakano, S., Miyoshi, D., Mashima, T., Katahira, M., Hamada, Y.
  • 雑誌名: Molecules 巻: 22 号: 11 ページ: 1991-1991
  • DOI: 10.3390/molecules22111991
  • NAID: 120006501324
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 細胞環境化学模倣実験系におけるDNAの構造とその熱力学的安定性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔
  • 雑誌名: 日本核酸化学会誌 巻: 1 ページ: 13-19
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cell and Molecular Mechanics in Health and Disease (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawauchi K, Fujita H, Miyoshi D, Yim EK, Hirata H.
  • 雑誌名: BioMed Research International 巻: 2017 ページ: 2860241-2860241
  • DOI: 10.1155/2017/2860241
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A reversible B-A transition of DNA duplexes induced by synthetic cationic copolymers† (2016)
  • 著者名/発表者名: Nonoka Yamaguchi, Yu-ki Zouzumi, Naohiko Shimada, Shu-ichi Nakano, Naoki Sugimoto, Atsushi Maruyama and Daisuke Miyoshi
  • 雑誌名: Chem. Commun., 巻: 52 号: 47 ページ: 7446-7449
  • DOI: 10.1039/c6cc02237e
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of trimethylamine N-oxide and urea on DNA duplex and G-quadruplex (2016)
  • 著者名/発表者名: Yu-mi Ueda, Yu-ki Zouzumi, Atsushi Maruyama, Shu-ichi Nakano, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 巻: 17 号: 1 ページ: 753-759
  • DOI: 10.1080/14686996.2016.1243000
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] DNA and RNA G-quadruplexes: structure, function, and ligand under cell-mimicking molecular crowding conditions (2018)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Miyoshi
  • 学会等名: International Conference on Current Trends in Materials Science and Engineering (CTMSE 2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] DNA and RNA G-quadruplexes under molecular crowding conditions (2018)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Miyoshi
  • 学会等名: IGIB seminar, Institute of Genomics & Integrative Biology, Delhi, India
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] What is the canonical structure of nucleic acids in cells? (2018)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Miyoshi
  • 学会等名: Institute Seminar, National Institute of Technology, Nagaland, Nagaland, India
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 脱ワトソン・クリックの核酸化学 (44): DNAの構造安定性に及ぼすヒストン模倣高分子と分子クラウディング環境の複合効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 造住有輝, 宮田貴史, 嶋田直彦, 杉本直己, 丸山厚, 三好大輔
  • 学会等名: 日本化学会第98回春季年会
• [学会発表] 脱ワトソン・クリックの核酸化学 (45): ZnAPCによるグアニン四重らせん構造の選択的蛍光検出 (2018)
  • 著者名/発表者名: 今川佳樹, 杉本直己, 三好大輔
  • 学会等名: 日本化学会第98回春季年会
• [学会発表] 脱ワトソン・クリックの核酸化学 (46): Thioflavin Tを用いたDNA i-motifの配列特異的検出 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小畠一起, 赤山詩織, 杉本直己, 三好大輔
  • 学会等名: 日本化学会第98回春季年会
• [学会発表] 脱ワトソン・クリックの核酸化学 (47): RNA四重らせん構造リガンドを用いた分子標的型光線力学療法の構築 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高木一樹, 安井貴俊, 伊藤功彦, 杉本渉, 川内敬子, 杉本直己, 三好大輔
  • 学会等名: 日本化学会第98回春季年会
• [学会発表] 脱ワトソン・クリックの核酸化学 (34): ヒトテロメアDNAを標的としたリガンドスクリー (2017)
  • 著者名/発表者名: 今川 佳樹, 小畠 一起, 寺田 康介, 前田 龍一,杉本 直己, 三好 大輔
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 脱ワトソン・クリックの核酸化学 (33): mRNAの形成する四重らせん構造を標的とした亜鉛フタロシアニンによる光切断 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村田 耕平, 杉本 渉, 高木 一樹, 杉本 直己, 川内 敬子, 三好 大輔
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 核酸の高次構造を標的とした新しい機能性分子の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔
  • 学会等名: メディカル ジャパン2017 大阪
  • 発表場所: インテックス大阪（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2017-02-21
  • 招待講演
• [学会発表] A new photodynamic therapy targeting mRNA G4 (2017)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Miyoshia, Kohei Murata, Wataru Sugimoto, Kazuki Takagi, Naoki Sugimoto, Keiko Kawauchi
  • 学会等名: 6th International Meeting on Quadruplex Nucleic Acids
  • 国際学会
• [学会発表] 核酸四重らせん構造に選択的に結合する化合物のスクリーニング (2017)
  • 著者名/発表者名: 今川佳樹、小畠一起、寺田康介、杉本直己、三好大輔
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第12回年会
• [学会発表] 細胞核模倣環境におけるDNAの構造と熱力学的安定性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 造住 有輝、宮田 貴史、山口野乃花、嶋田 直彦、丸山 厚、三好 大輔
  • 学会等名: 日本核酸医薬学会第3回年会,
• [学会発表] 核酸の高次構造を標的にする機能性分子の医療展開 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔
  • 学会等名: 神戸医療産業都市クラスター交流会
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞の分子クラウディング環境における核酸の四重らせん構造とそれを標的にした機能性分子の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔
  • 学会等名: 49th Seminer, Japanese Association of Scientists in Singapore
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 細胞夾雑模倣系の構築と細胞内活性分子設計指針の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三好 大輔、杉本 直己
  • 学会等名: 分子夾雑の生命化学 第一回公開シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] ヒストン模倣高分子のエピジェネティック修飾によるDNA との結合親和性への影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 造住 有輝・山口 野乃花・嶋田 直彦・杉本 直己・丸山 厚・三好 大輔
  • 学会等名: 第11回バイオ関連化学シンポジウム
• [学会発表] ハイスループット解析による核酸と生体低分子の相互作用評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田辺 和也・三好 大輔・杉本 直己・中野 修一
  • 学会等名: 第11回バイオ関連化学シンポジウム
• [学会発表] グアニン四重らせん構造選択的化合物のスクリーニングおよび機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今川 佳樹・小畠 一起・寺田 康介・前田 龍一・中野 修一・杉本 直己・三好 大輔
  • 学会等名: 第11回バイオ関連化学シンポジウム
• [学会発表] DNA and RNA G-quadruplexes: Structure, Stability, Function, and Ligand under Cell-mimicking Molecular Crowding Conditions. (2017)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Miyoshi1, Yu-ki Zouzumi, Yoshiki Imagawa, Wataru Sugimoto, Takatoshi Yasui, and Keiko Kawauchi
  • 学会等名: A3 Foresight 9th Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cell nucleus-mimicking system with synthetic cationic polymers (2017)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Miyoshi
  • 学会等名: 1st Minisymposium on Material Biology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evaluation of interactions between DNA G-quadrplex and small biomolecules selected by high-throuput screenin (2017)
  • 著者名/発表者名: K.Tanabe, D.Miyoshi, N.Sugimoto, S.Nakano
  • 学会等名: 第44回国際核酸化学シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of DNA structure and stability by combined effects of histone-mimicking polymers and osmolytes (2017)
  • 著者名/発表者名: Y.Zouzumi, N.Yamaguchi, N.Shimada, N.Sugimoto, A.Maruyama, D.Miyoshi
  • 学会等名: 第44回国際核酸化学シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Development of cell nucleus mimicking system based on molecular crowding effects on DNA structures (2017)
  • 著者名/発表者名: Yu-ki Zouzumi, Takafumi Miyata, Naohiko Shimada, Atushi Maruyama, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 細胞の分子クラウディング環境が制御する核酸の構造多様性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔
  • 学会等名: ナノメディシンセミナー2017
  • 発表場所: 甲南大学ポートアイランドキャンパス（兵庫県神戸市）
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞核内の化学的模倣環境におけるDNA構造の熱安定性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 造住有輝、山口野乃花、嶋田直彦、丸山厚、三好大輔
  • 学会等名: ナノメディシンセミナー2017
  • 発表場所: 甲南大学ポートアイランドキャンパス（兵庫県神戸市）
• [学会発表] アニオン性亜鉛フタロシアニンを用いたRNA四重らせん構造標的型光増感剤の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村田耕平、杉本渉、川内敬子、三好大輔
  • 学会等名: ナノメディシンセミナー2017
  • 発表場所: 甲南大学ポートアイランドキャンパス（兵庫県神戸市）
• [学会発表] Pseudo-cellular environmental systems for design of functional molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi
  • 学会等名: 10th Anniversary International Symposium on Nanomedicine (ISNM2016)
  • 発表場所: Audiotorium at National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) （茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-11-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Stabilization of A-form nucleic acid by synthetic cationic copolymers (2016)
  • 著者名/発表者名: Yu-ki Zouzumi, Nonoka Yamaguchi, Naohiko Shimada, Shu-ichi Nakano, Naoki Sugimoto, Atsushi Maruyama, Daisuke Miyoshi
  • 学会等名: The 43rd International Symposium on Nucleic Acids
  • 発表場所: 100th Anniversary Hall, Kumamoto University（熊本県熊本市）
  • 年月日: 2016-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of epigenetic modifications of histone tails on transcriptional (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Murata, Shu Higashida, Smritimoy Pramanik, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
  • 学会等名: The 43rd International Symposium on Nucleic Acids
  • 発表場所: 100th Anniversary Hall, Kumamoto University（熊本県熊本市）
  • 年月日: 2016-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] 亜鉛フタロシアニンによるがん関連mRNAの光切断 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村田耕平、杉本渉、高木一樹、松野仁志、杉本直己、川内敬子、三好大輔
  • 学会等名: 第10回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 石川県立音楽堂（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] グラフェン酸化物-DNAバイオセンサーの検出感度に対するDNA構造の効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 造住有輝、坂下祐介、上田侑美、杉本直己、三好大輔
  • 学会等名: 第10回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 石川県立音楽堂（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] DNA structure and thermodynamics under molecular crowding conditions with histone (2016)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Miyoshi, Nonoka Yamaguchi, Yu-mi Ueda, Yu-ki Zouzumi,
  • 学会等名: The 22th International Round Table on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids (XXII IRT)
  • 発表場所: Institut Pasteur, Paris (France)
  • 年月日: 2016-07-18
  • 国際学会
• [学会発表] mRNA が形成する四重らせん構造を狙った分子標的型光線力学療 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村田耕平、松野仁志、杉本渉、川内敬子、杉本直己、三好大輔
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第11回年会
  • 発表場所: 京都テルサ テルサホール（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-06-16
• [学会発表] 細胞の分子クラウディングによって誘起される核酸の構造多様性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔
  • 学会等名: 先端ケミカルバイオロジー研究会
  • 発表場所: 京都大学物質ー細胞統合システム拠点（京都府京都市）
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内分子クラウディング環境で安定化するDNAの非標準構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔
  • 学会等名: 同志社大学生命医科学部セミナー
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス医心館（京都府京田辺市）
  • 招待講演
• [図書] Chapter 6. Assays for Telomerase Activity toward Applications of Cancer Diagnosis in GQuadruplex (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidenobu Yaku, Daisuke Miyoshi
  • 総ページ数: 210
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [備考] 甲南大学分子設計化学研究室（三好研究室）
  • URL: http://www.pi.konan-u.ac.jp/miyoshi/