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リピート結合性小分子を用いた1型筋強直性ジストロフィーの化学生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J02038
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ケミカルバイオロジー
研究機関大阪大学

研究代表者

松本 惇  大阪大学, 産業科学研究所, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードトリヌクレオチドリピート病 / 1型筋強直性ジストロフィー / CUGリピート / RNAの二次構造 / RNA結合分子 / 分子設計 / 結合シミュレーション / RNAと蛋白質の相互作用
研究実績の概要

【リガンドの結合が及ぼすRNAの構造変化】
PPDIQとRNAの複合体構造解明への知見を得るために、RNAの二重鎖内外でのウラシルに対するヒドラジンの反応性の違いを利用したケミカルプロービングを行い、続くアニリン処理によるRNAの切断反応を用いてウラシルの置かれる環境を解析した。その結果PPDIQ存在下で顕著なRNAの切断が引き起こされ、PPDIQが結合したU-Uミスマッチ部位ではウラシルのフリップアウトが誘起されていることが明らかとなった。
【リガンドによるDM1筋芽細胞の凝集体形成阻害】
大阪大学医学研究科中森博士の協力の下、DM1患者の筋芽細胞及びDM1モデル細胞・マウスを用いたPPDIQ及びDPPDIQのIn vivo評価を行った。FISHプローブを用いDM1患者の筋芽細胞の核内に形成されるCUGリピートとMBNL1の凝集体の観察を行った系では、DPPDIQ添加後において顕著な凝集体に相当するプローブの蛍光の消失が観測され、細胞内においてリガンドによるCUGリピートとMBNL1の相互作用形成の阻害を強く示唆した。
【DM1モデル細胞・モデルマウスの選択的スプライシング回復効果】
DM1細胞の、MBNL1が関与する選択的スプライシングの制御下にあるmRNAの正常型産生率を逆転写PCRを用いて解析した。PPDIQ、DPPDIQどちらを添加した際にも正常型産生率の改善が見られ、リガンドが細胞中のMBNL1の機能回復に寄与したことが明らかとなった。それに加え、DPPDIQはPPDIQに比べ効果的なスプライシング回復効果を示した。同様の評価をモデルマウスにおいても行った。観察を行ったClcn1、Atp2a1どちらの遺伝子においてもDPPDIQを20mg/kgまで腹腔内投与した際、70%のスプライシング回復率を達成した。以上のことより本研究において開発したリガンドがDM1の症状を改善する可能性を強く示し、DM1治療法確立への新規リード化合物となりえる結果であった。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] A Dimeric 2,9‐Diamino‐1,10‐phenanthroline Derivative Improves Alternative Splicing in Myotonic Dystrophy Type 1 Cell and Mouse Models2018

    • 著者名/発表者名
      Li Jinxing、Nakamori Masayuki、Matsumoto Jun、Murata Asako、Dohno Chikara、Kiliszek Agnieszka、Taylor Katarzyna、Sobczak Krzysztof、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 68 ページ: 18115-18122

    • DOI

      10.1002/chem.201804368

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Rational design of CUG repeat binging molecule targeting Myotonic Dystrophy type 12018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, J.; Li, J.; Murata, A.; Dohno, C.; Nakatani, K.
    • 学会等名
      13rd Annual Meeting of Japanese Society of Chemical Biology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Isoquinoline Ligand Binding to r(CUG) Repeats2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, J.; Li, J.; Murata, A.; Dohno, C.; Nakatani, K.
    • 学会等名
      XXIII Round Table on Nucleosides, nucleotides, and Nucleic acids
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Isoquinoline Ligand Binding to r(CUG) Repeats2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, J.; Li, J.; Nakamori, M.; Murata, A.; Dohno, C.; Nakatani, K.
    • 学会等名
      The 45th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Designing small molecules targeting CUG repeats causing Myotonic Dystrophy type 12017

    • 著者名/発表者名
      Jinxing Li, Jun Matsumoto, Li-ping Bai, Asako Murata, Chikara Dohno, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      Annual Meeting of the RNA Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ovel isoquinoline derivatives that inhibit MBNL1-CUG repeat interaction in Myotonic Dystrophy type12017

    • 著者名/発表者名
      Jun Matsumoto, Jinxing Li, Asako Murata, Chikara Dohno, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel isoquinoline ligands inhibiting MBNL1-CUGexp interaction in Myotonic Dystrophy type12017

    • 著者名/発表者名
      Jun Matsumoto, Jinxing Li, Asako Murata, Chikara Dohno, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      Congress of Biological Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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