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生物機能中分子の細胞導入の分子基盤

公募研究

研究領域反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製
研究課題/領域番号 18H04403
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関京都大学

研究代表者

二木 史朗  京都大学, 化学研究所, 教授 (50199402)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード細胞内透過 / エンドサイトーシス / 膜透過ペプチド / 中分子 / ステープルドペプチド / 細胞膜透過 / 細胞内送達
研究実績の概要

近年、ペプチドや核酸を基盤とする中分子が次世代医薬品の候補として熱い視線を集めている。研究代表者は、細胞内輸送小胞(エンドソーム)に保持された抗体を効果的に細胞質に放出可能とする「エンドソーム不安定化ペプチド(L17E)」を創出した。本研究では、L17Eの細胞内移行機序を理解するとともに、種々のL17Eの誘導体の合成を通じて、生理活性タンパク質や生物機能中分子の細胞内送達活性向上を目指した。その結果、(1)L17Eの膜透過促進作用は、エネルギー依存的であり、エンドサイトーシスの極めて早い段階で発揮されることを見出した。この機序は、従来から知られてきた直接膜透過や成熟したエンドソームからの脱出とは異なる、新しい概念による細胞内送達機序であり、生物機能中分子の細胞内送達にも有用であると考えられた。さらに、(2)溶血ペプチドの膜傷害性の調節により、新しい細胞透過ペプチド(弱毒化溶血ペプチドn22E2K2、ChryE2)を開発した。これらの細胞透過ペプチドと、生物機能中分子としてのモデルペプチドとの架橋体を調製することにより、モデルペプチドの効果的な細胞内送達と細胞内活性の発現が確認された。さらに、(3)新規マクロピノサイトーシス誘導ペプチドSN21と溶血ペプチドとのコンジュゲートを用いて、高効率の抗体を含むタンパク質や、siRNA、プラスミド等の核酸類の細胞内送達が可能であること示された。本年度の研究成果を4報の論文として公表するとともに、国内外の学会で成果の発表を行った。また、特許出願を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 8件、 招待講演 9件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] ストックホルム大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Conversion of cationic amphiphilic lytic peptides to cell‐penetration peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Hao‐Hsin、Sakamoto Kentarou、Akishiba Misao、Tamemoto Naoki、Hirose Hisaaki、Nakase Ikuhiko、Imanishi Miki、Madani Fatemeh、Graslund Astrid、Futaki Shiroh
    • 雑誌名

      Peptide Science

      巻: 112 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1002/pep2.24144

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Stimulating Macropinocytosis for Intracellular Nucleic Acid and Protein Delivery: A Combined Strategy with Membrane-Lytic Peptides To Facilitate Endosomal Escape2020

    • 著者名/発表者名
      Arafiles Jan Vincent V.、Hirose Hisaaki、Akishiba Misao、Tsuji Shogo、Imanishi Miki、Futaki Shiroh
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 31 号: 3 ページ: 547-553

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.0c00064

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inducible Membrane Permeabilization by Attenuated Lytic Peptides: A New Concept for Accessing Cell Iinteriors through Ruffled Membranes2019

    • 著者名/発表者名
      Misao Akishiba, Shiroh Futaki
    • 雑誌名

      Mol. Pharm.

      巻: 16 号: 6 ページ: 2540-2548

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.9b00156

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dipicolylamine/Metal Complexes that Promote Direct Cell-Membrane Penetration of Octaarginine2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Kawaguchi, Shoko Ise, Yusuke Azuma, Toshihide Takeuchi, Kenichi Kawano, Toan Khanh Le, Junko Ohkanda, Shiroh Futaki
    • 雑誌名

      Bioconjug Chem.

      巻: 30 号: 2 ページ: 454-460

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.8b00691

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modular Redesign of a Cationic Lytic Peptide to Promote the Endosomal Escape of Biomacromolecules2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Azuma, Haruka Imai, Yoshimasa Kawaguchi, Ikuhiko Nakase, Hiroshi Kimura, Shiroh Futaki
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed. Eng.

      巻: 57 号: 39 ページ: 12771-12774

    • DOI

      10.1002/anie.201807534

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 生体膜を標的とする機能性ペプチド:分子設計と作用機序2020

    • 著者名/発表者名
      二木史朗
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Redesigning Cationic Lytic Peptides to Promote the Delivery of Biomacromolecules into Cell Interiors2019

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      26th American Peptide Symposium/11th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Redesigning cationic lytic peptides to promote the delivery of biomacromolecules into cell interiors2019

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Fuaki
    • 学会等名
      ACS Fall 2019 National Meeting & Exposition
    • 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] Peptide-based approaches for delivering exogenous molecules into cells2019

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      Hungarian Academy of Sciences
    • 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] ペプチドを用いた生理活性分子の細胞内送達2018

    • 著者名/発表者名
      二木史朗
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第13回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Peptide-mediated Delivery of Biomacromolecules into Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      22th Korean Peptide Protein Society (KPPS) Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cytosolic Delivery of Biomacromolecules2018

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      15th Chinese International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Peptide-mediated Delivery of Biomacromolecules into Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki(
    • 学会等名
      Frontiers in Delivery of Therapeutics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lipid-sensitive amphiphilic peptides for intracellular delivery of biomacromolecules2018

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      8th Peptide Engineering Meeting (PEM8-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lipid-sensitive amphiphilic peptides for intracellular delivery of biomacromolecules2018

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium/55th Japanese Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 二木研究室

    • URL

      https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~bfdc/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 細胞質送達ペプチド2019

    • 発明者名
      二木史朗、ジャン・ヴィンセント・アラフィレス、秋柴美沙穂
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-139068
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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