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2018 年度 実績報告書

効率的な抗体の細胞内送達に向けたエンドソーム不安定化ペプチド修飾リポソームの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18J22744
研究機関京都大学

研究代表者

坂本 健太郎  京都大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
キーワード細胞質への高分子送達 / 人工ウイルスキャプシド / デリバリープラットフォーム / 自己会合
研究実績の概要

わたしはこれまでに細胞質に高分子を効率的に送達することのできるペプチドHAadの創出に成功している。HAadと導入したい高分子を混合して細胞培地中に投与するだけで、高分子を細胞質に送達することが可能であることを示し、現在論文執筆中である。しかし、HAadの臨床レベルでの応用を図るためには、HAadとカーゴ(活性分子)を体内で解離することなく共存する形で患部に送達できるような方法論の開発が必要である。私は日本学術振興会特別研究員としての研究課題の一つにこの問題の解決を挙げている。そのために、関連領域の動向調査を行った結果、ウイルスキャプシドを利用することでより簡便かつ効果的に所望の結果が得られるのではないかと考えた。トマトブッシースタントウイルスのキャプシドタンパク質のうち自己会合に関与する24残基からなるペプチドbeta-annulusは、水中で自己会合し「人工ウイルスキャプシド」を形成する(Matsuura, K., Chem. Commun. 2018, 54, 8944.)。形成された人工ウイルスキャプシドにおいて、beta-annulusはそのN末端を内側に、C末端を外側に向ける。このため、N末端側にカーゴ、C末端側にHAadを結合させ、「カーゴを内封した人工ウイルスキャプシド上にHAadを提示させる」デリバリープラットフォームの構築を計画した。
検討の結果、beta-annulusのN末端側にNi-NTAを、C末端側にPEGリンカーを介してHAadのC末端を結合させたペプチドNi-NTA-beta-annulus-PEG12-C[HAad]が、Hisタグ融合EGFPを効率よく細胞質に送達できることが分かった。EGFPを内封した人工ウイルスキャプシドがHAadの活性により細胞質に送達されたのではないかと考えられる。

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

前年度は、開発した細胞内送達ペプチドHAadに関する特許のPCT出願や、論文化に向けた追加実験、またウイルスキャプシドとHAadを用いたタンパク質の細胞質への導入プラットフォームの創出に取り組んだ。HAadの応用例としてCas9/sgRNA複合体の細胞質への導入による内在遺伝子のノックアウトを実現できた。さらに筑波大学杉山教授との共同研究により、HAadがin vivo (脳室内) でも活性を発揮できることを示すことに成功した。さらに、人工ウイルスキャプシドを形成することができるペプチドであるbeta-annulusとHAadを組み合わせることで、モデルタンパク質(Hisタグが付加されたEGFP)を細胞質に送達できることが示された。今後の研究の進展により、細胞レベルのみならず動物レベルでのタンパク質の細胞質への送達効率の評価が可能になることが期待される。

今後の研究の推進方策

今後はbeta-annulus-PEG12-C[HAad]そのものの細胞内局在や、真にEGFPを内封できているのかの検討などを進め、最終的にはマウスを用いた体内動態の評価、さらにはin vivoでのカーゴの細胞質へのデリバリーまで行いたい。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] エンドソーム不安定化ペプチドの活性における環境変化と構成アミノ酸の関係性2018

    • 著者名/発表者名
      坂本 健太郎
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第13回年会
  • [学会発表] 細胞質内高分子送達ペプチドの活性向上2018

    • 著者名/発表者名
      坂本 健太郎
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] Improving Endosomolytic Activity of L17E2018

    • 著者名/発表者名
      坂本 健太郎
    • 学会等名
      第55回ペプチド討論会/10th International Peptide Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] IMPROVING ENDOSOMOLYTIC ACTIVITY OF L17E2018

    • 著者名/発表者名
      坂本 健太郎
    • 学会等名
      第24回ペプチドフォーラム/International Mini-Symposium on Peptide-Membrane Interaction and Intracellular Delivery
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞質への高分子送達能を有するペプチドの活性向上2018

    • 著者名/発表者名
      坂本 健太郎
    • 学会等名
      日本薬学会 第139年会

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公開日: 2022-12-28  

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