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外部刺激応答性DNAアプタマーの抗がん剤展開と発がんタンパク質結晶化への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18J20422
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 生体関連化学
研究機関新潟大学

研究代表者

金子 敦巳  新潟大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードPPM1Dホスファターゼ / DNAアプタマー / G-quadruplex DNA / 抗がん剤 / イオン刺激応答性 / アプタマー / 刺激応答性阻害剤
研究実績の概要

今年度は、発がんタンパク質PPM1Dに対する特異的阻害剤としてすでに当研究室で同定しているイオン応答性DNAアプタマー(IRDAptamer)のPPM1D結合様式の詳細な解析と抗がん剤としての有用性の解明、新規構造制御法の開発、ならびにマウスin vivo実験の検討を行った。イオン応答性DNAアプタマー(IRDAptamer)とは、イオン濃度に応答し構造がG-quadruplex構造に変化し、標的へ特異的な結合を示す一本鎖DNAであり、本研究の最終目標は、「IRDAptamerを用いたPPM1Dの外部刺激による時空間的機能制御法の確立とPPM1Dの結晶構造の解明」である。
本年度はまず、PPM1D結合IRDAptamerの機能解析として、BLItzシステムを用いたPPM1Dに対するアプタマーの解離定数の決定、蛍光色素修飾アプタマーを用いた血清中における安定性の解析を実施した。その結果、IRDAptamerはPPM1Dに対し解離定数がnMオーダーの強力な結合能を示すとともに、血清中において数日間安定であることを確認した.これらのことから,本IRDAptamer分子が,生体内環境下においても安定に存在し,強力なPPM1D阻害剤として機能することが示唆された。
続いて、PPM1D結合IRDAptamer M1D-Q5Mのマウスをモデル動物としたIn vivo毒性試験、および乳がんモデルマウス作製の条件検討を実施した。毒性試験の結果、M1D-Q5Mのマウスへの腹腔内投与により毒性が発現しないことを確認した。次に、腫瘍モデル作製の条件検討を行ったところ、ヒト乳腺がん細胞MCF7細胞を用いた腫瘍モデルマウスの作製法の確立に成功した。これらの結果により、IRDAptamerの抗がん活性をマウス体内で検証することが可能となった。
また、光応答性DNAアプタマーの開発を目指したIRDAptamerの新規構造制御法の開発を試みたところ、アプタマーの相補鎖を用いてアプタマーの阻害活性を制御できることが示唆された。
これまでの研究成果を論文2報で発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Development of Specific Inhibitors for Oncogenic Phosphatase PPM1D by Using Ion-Responsive DNA Aptamer Library2020

    • 著者名/発表者名
      Kaneko, A., Watari, M., Mizunuma, M., Saito, H., Furukawa, K. and Chuman, Y.
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 10(10) 号: 10 ページ: 1153-1153

    • DOI

      10.3390/catal10101153

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Methods for Identification of Substrates/Inhibitors of FCP/SCP Type Protein Ser/Thr Phosphatases2020

    • 著者名/発表者名
      Mizunuma, M., Kaneko, A., Imai, S., Furukawa, K. and Chuman, Y.
    • 雑誌名

      Processes

      巻: 8(12) 号: 12 ページ: 1598-1598

    • DOI

      10.3390/pr8121598

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of a Specific Inhibitor of Human Scp1 Phosphatase Using the Phosphorylation Mimic Phage Display Method2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, T., Yamazaki, K., Imai, S., Banno, A., Kaneko, A., Furukawa, K. and Chuman, Y.
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 9 号: 10 ページ: 842-842

    • DOI

      10.3390/catal9100842

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimization of Ion-Responsive DNA Aptamer for Oncogenic Phosphatase PPM1D2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kaneko, Miyuu Watari, Kazuhiro Furukawa, Yoshiro Chuman
    • 雑誌名

      Peptide Science 2018

      巻: 2018 ページ: 100-100

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 発がん関連酵素に対するDNAアプタマーを用いた新規阻害剤開発と応用2019

    • 著者名/発表者名
      金子 敦巳, 亘 美佑,水沼 正昂,今井 竣太,中馬 吉郎
    • 雑誌名

      月刊「細胞」

      巻: 51(3) ページ: 38-41

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イオン応答性PPM1D阻害剤の細胞内機能解析と構造活性相関解析2019

    • 著者名/発表者名
      金子 敦巳、亘 美佑、水沼 正昂、古川 和広、中馬 吉郎
    • 学会等名
      第9回日本プロテインホスファターゼ研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 発がんタンパク質PPM1D認識アプタマーの低分子量化と細胞内機能の解析2019

    • 著者名/発表者名
      金子 敦巳, 亘 美佑, 水沼 正昂, 古川 和広, 中馬 吉郎
    • 学会等名
      第51回若手ペプチド夏の勉強会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of Aptamer Based Stimuli-responsive PPM1D Inhibitors with Cell-Penetrating Activity2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kaneko, Miyuu Watari, Masataka Mizunuma, Hikaru Saito, Kazuhiro Furukawa and Yoshiro Chuman
    • 学会等名
      第56回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Structure-activity Relationship and Intracellular Function of Ion-responsive DNA Aptamer against Oncogenic Phosphatase PPM1D2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kaneko, Miyuu Watari, Masataka Mizunuma, Kazuhiro Furukawa, and Yoshiro Chuman
    • 学会等名
      2019 Taiwan-Japan Bilateral Conference on Phosphatase
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] イオン応答性DNAアプタマーを用いた発がんタンパク質機能制御分子の開発2019

    • 著者名/発表者名
      亘 美佑、金子 敦巳、水沼 正昂、古川 和広、中馬 吉郎
    • 学会等名
      ユビキタスグリーンケミカルエネルギー連携教育研究センター第9回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Optimization of Ion-Responsive DNA Aptamer for Oncogenic Phosphatase PPM1D2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kaneko, Miyuu Watari, Kazuhiro Furukawa, Yoshiro Chuman
    • 学会等名
      第10回国際ペプチドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 発がんタンパク質PPM1Dの機能制御を目指したイオン応答性アプタマーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      金子 敦巳、江口正敏、古川 和広、中馬 吉郎
    • 学会等名
      第50回若手ペプチド夏の勉強会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Specific Inhibitors for Oncogenic PPM1D Phosphatase Using ion-responsive DNA aptamer (IRDAptamer)2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kaneko,Miyuu Watari, Seiya Yagi, Yoshiro Chuman
    • 学会等名
      13th International Conference on Protein Phosphatase
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 細胞内分子を標的とした細胞膜透過型核酸アプタマー2019

    • 発明者名
      中馬吉郎、金子敦巳、亘美佑
    • 権利者名
      中馬吉郎、金子敦巳、亘美佑
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 発がん原因酵素を標的としたイオン応答性DNAアプタマー2019

    • 発明者名
      中馬 吉郎、金子 敦巳、亘 美佑
    • 権利者名
      中馬 吉郎、金子 敦巳、亘 美佑
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-045938
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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