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がん細胞内銅(I)イオンをマーカーとするsiRNAプロドラッグの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K06449
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

森廣 邦彦  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70713890)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード銅イオン / siRNA / がん / プロドラッグ / ルシフェラーゼ / 核酸化学 / 抗がん剤
研究開始時の研究の概要

本研究では高濃度の銅(I)イオンに応答したsiRNAの活性化を行うことで、がん選択的なRNAi医薬品としての可能性を世界で初めて示す。本研究が成功すれば、正常細胞への影響を抑制可能な副作用が小さい核酸医薬の開発につながることが期待される。本手法は外部刺激に頼ることがなく、医療現場で用いる際に特別な装置や技術を必要としないため、非常に実用性の高いがん治療薬になり得る。

研究成果の概要

本研究では、がん細胞内に多く蓄積した銅イオンに応答するsiRNAを開発し、がん細胞選択的に特定の遺伝子をノックダウンできるシステムの構築を目指した。まずは銅イオンで選択的に除去できる官能基で保護した人工アミダイトブロックを化学合成し、DNAおよびRNA中に導入した。非培養細胞系で銅イオン応答性を評価した結果、銅イオン選択的に保護基が除去可能なことが分かった。最後に、がん細胞で発現亢進が認められているタンパク質であるCyclin B1のmRNAに対する銅イオン応答性siRNAを合成した。本人工siRNAをがん細胞に導入した結果、銅イオン依存的にCyclin B1のノックダウン効果を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

がんは長年日本人の死因の第一位であり、その効果的な治療法の開発は喫緊の課題である。抗がん剤を用いた化学療法は外科手術および放射線治療に並ぶ重要ながん治療法の1つであるが、正常細胞に対しても毒性を示すため副作用が問題となる。本研究ではがん細胞内に集積しやすい銅イオンに応答して薬効を発現するsiRNAを開発した。本人工siRNAは細胞内の銅イオン濃度に依存してがん関連タンパク質Cyclin B1のmRNAをノックダウンするため、正常細胞にほとんど影響を与えることなくがん治療に用いることが可能である、将来的には担がんマウスモデルを用いたin vivo実験により、抗がんsiRNA医薬として評価する。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Copper-mediated siRNA activation for conditional control of gene expression2024

    • 著者名/発表者名
      Morihiro Kunihiko、Tomida Yasuhiro、Ando Honami、Okamoto Akimitsu
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 104 ページ: 129738-129738

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2024.129738

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] siRNA Prodrugs for Selective Cancer Treatment Using Copper-Responsive Artificial Nucleic Acids2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tomida, Honami Ando, Kunihiko Morihiro, Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      The 50th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] がん細胞内に蓄積された銅イオンをトリガーとするsiRNAの活性化2023

    • 著者名/発表者名
      冨田 康弘、森廣 邦彦 、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Activation of siRNA triggered by copper ion accumulated in cancer cells2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tomida, Honami Ando, Kunihiko Morihiro, Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] がん細胞内に蓄積した不安定な金属イオンをトリガーとする核酸医薬の活性化2021

    • 著者名/発表者名
      安藤 帆菜美、森廣 邦彦、岡本 晃充
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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