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本研究では、がん関連酵素の一種であるプロテインキナーゼ（PK）を利用したがん診断、治療システムの開発に向けて、PK活性検出とPK応答的な治療法の研究を行った。PKは、細胞の生存や増殖、細胞死を決める重要な分子であり、がん細胞におけるPKの異常活性化が、悪性がんの浸潤や転移、薬剤耐性にも関わっている。そこで本研究では、がんの根本的な診断、治療法の開発を目指し、PKに応答する分子システムを開発した。本年度は、PK活性の検出感度の向上と、プローブや薬剤の血中投与を可能にする安定化技術の開発を行った。まず、PKに応答する活性検出の分子設計指針を見直した。従来の指針では、PKの基質ペプチドを機能部位に直接結合していた。分子設計によりPK応答性を改善するために、ペプチドと機能部位を結合するリンカーの長さに着目した。今回、活性検出と治療システムに応用可能なペプチド担持型ポリマーとDNAの複合体を用いて、リンカー長によるPK応答性への影響を評価した。合成した種々の長さのリンカーを持つペプチド担持型ポリマーにより、リンカー長の影響がDNAとの複合体の形成には見られなかったが、リンカー長が長いほど複合体の崩壊が抑制され、PK応答性が10倍改善された。リンカー長によりPK応答性がさらに向上できることが明らかになり、生細胞中でのPK活性の検出が期待される。次に、安定化技術として血清アルブミンにより複合体を安定化した。血清アルブミンは、複合体の凝集を抑制し、長期保存や凍結乾燥が可能になった。また血清アルブミンにより、複合体の血中安定性が向上しており、複合体の全身投与が可能になった。今回用いた安定化技術は、PK応答性にも適用できるものであり、自殺遺伝子を用いたがん選択的な治療が可能となる。これらの知見は、PK応答システムの実用化に向けて極めて有益であり、今後の開発の一助となると考えられる。
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