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研究代表者らは、クモ毒由来の溶血ペプチドに改変を加え、エンドソーム膜を効果的に不安定化し、抗体などのバイオ高分子の細胞内移行を促進するペプチドL17Eを開発した(Nature Chem. 2017)。L17Eを用いて細胞内に導入された抗体(IgG)によって、細胞内のタンパク質の標的化や、シグナル伝達の制御が可能であった。これらの成果は画期的なものといえるが、現時点では比較的多量のペプチドと抗体が必要である。抗体使用量を1/10あるいはそれ以下に減らすことにより、医療応用を見据えた細胞生物学の基礎研究やin vivoへの適用が確実に視野に入ってくる。本研究では、L17Eの構造の改変、ならびに抗体との細胞への投与法の検討を通じて、抗体の細胞内導入効率の向上ならびに使用量の低減をはかることを目的とした。本年度は、ペプチド中の塩基性および疎水性のアミノ酸の数や位置に変異を加えたペプチドを構築し、細胞内送達を高めるペプチドの構造要因に関して情報を得るとともに活性向上を図った。この結果、L17E配列中の2種のアミノ酸を置換することにより、送達効率は1.5-2倍に向上することが分かった。また、細胞表面に親和性を有するキレート団を導入することにより、効果的な細部内タンパク質導入が行えることが示された。 L17Eのエンドソーム不安定化の分子的、生理的機序の検討を行うとともに、抗体との複合体形成法に関しても検討を加えた。
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