| 研究課題/領域番号 |
17K08364
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
兒玉 哲也 名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (00432443)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 人工核酸 / 核酸医薬 / ヌクレオシド / ヌクレオチド / 分子設計 / オリゴヌクレオチド / 有機合成化学 / 医薬化学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、核酸の糖部立体配座とリン酸ジエステル結合部の構造を同時に制御した人工ヌクレオシドを化学合成し、それが核酸高次構造の熱的安定性や分解酵 素耐性などに与える影響を比較することで、核酸創薬に資する素材を創出する。研究初年度は、ヌクレオシド糖部C5’-N3’間に架橋を施すことで3’エンド型に糖部立体配座を固定したヌクレオシドを設計し、そのチミジンアナログの合成に成功した。また、そのオリゴヌクレオチドへの導入を目指してホスホロアミダート構造で二量化したアミダイトブロックを調整したが、目的のオリゴヌクレオチドは痕跡量しか得られなかった。そこで平成30年度はまず、そのオリゴヌクレオチドへの導入法を見直し、単量体のままの導入を検討したが、やはり分解物の生成が抑制できず、目的物は痕跡量しか得られなかった。そこで、これまで我々が合成を進めてきた、糖部C5’-O3’間に架橋を施すことで3’エンド型に糖部立体配座を固定したヌクレオシドの核酸塩基４種類全てを合成し、さらにその効率的なオリゴ核酸への導入方法を詳細に検討することで、糖部C5’-N3’間に架橋を持つヌクレオチド合成基盤を固めることとした。その合成は、いずれのアナログにも共通のジアセトングルコースを出発原料とした２０工程から２３行程の合成経路にて、３％から１０％の通算収率で合成することに成功した。さらに、そのオリゴDNAへの導入に成功し、その二重鎖安定性を評価したところ、これまでの報告とは異なりDNAとの安定な二重鎖を形成しうることを見出した。加えて、化学安定性の向上を期待し、糖構造を６員環状にした新たな分子の合成に着手した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究計画の当初目標であった糖部C5’-N3’間に架橋を施したヌクレオシドのオリゴ核酸への導入は、その想定以上の化学不安定性が原因となり、これまでのところ成功していない。一方で、これまでの我々の研究から化学的に不安定であることが同様に明らかになっている糖部C5’-O3’間に架橋を施したヌクレオシドのオリゴ核酸への導入に成功した。さらに興味深いことに、この糖部C5’-O3’間に架橋を施したヌクレオシドは、一旦オリゴ核酸中に導入することができれば、生理的条件下で少なくとも１時間以上全く分解することなく安定に存在できることが強く示唆されており、これは糖部C5’-N3’間に架橋を施したヌクレオシドにおいても同様の性質をオリゴ核酸中で示すことを期待できる成果といえる。
このように、類縁化合物の合成法とオリゴ核酸への導入方法を確立し、その性質を明らかにすることで、当初計画の遂行に非常に有効な成果と知識を得ることができており、研究の全体を見ると概ね順調と考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は、まずは引き続き糖部C5’-O3’間に架橋を施したヌクレオシドのオリゴ核酸への効率導入法の確立し、その技術をリン酸部分の修飾体に応用することを目指す。リン酸部修飾体は当初計画していたC5’-N3’間に架橋を施したヌクレオシドのオリゴ核酸への導入により達成する予定であったが、その化学不安定性から本研究期間内の達成は難しいと考えられる。そのため、本研究中に興味深い性質が明らかとなってきたC5’-O3’間に架橋を施したヌクレオシドの構造を基盤に、新たにリン酸部への修飾を施した人工核酸分子を設計し、その合成と性質評価を実施することで本研究課題を遂行する。加えて、新たに合成を開始した糖構造を６員環状にした分子の合成を実施し、そのオリゴ核酸への導入と性質評価により本研究の目的が達成できる可能性を検討する。
その合成はこれまでに合成法を確立しているC5’-O3’間に架橋を施したヌクレオシドの合成中間体を利用し、アミノ化やスルフリル化などを実施することでその生体内分解性への体制を付与する。非架橋酸素の他原子への置換は不斉中心を形成することになるため、実験を煩雑にすることが想定される。そのためできる限り架橋原子の置換を検討するが、研究の進展状況に応じて非架橋部位への導入も念頭に置いて検討を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
基本的には計画的な予算使用が実施できたため、次年度への繰越額が極めて大きなものではなかった。思ったよりも物品費の使用が少なかったことから、研究途中で実験手法を変更したことで若干安価な試薬の利用が多くなったためと思われる。一方で、大量合成から出る廃棄物の処理費用や、物性評価で使用したガス代金や機器使用料などが、その他の当初予算きぼを大きく超える原因となっている。自前で高価な機器を持てないため共通機器を使用することになるが、思っていた以上に予算を圧迫することに動揺は欠かせない。今後問題になるだろう。
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