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2022 年度 実施状況報告書

筋形成型オリゴDNAによる希少性筋疾患治療の基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K05554
研究機関信州大学

研究代表者

高谷 智英  信州大学, 学術研究院農学系, 助教 (00450883)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードアプタマー / 横紋筋肉腫 / 顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー / 筋形成型オリゴDNA
研究実績の概要

本研究課題は、研究代表者が同定した筋形成型オリゴDNA(抗ヌクレオリンアプタマー)について、希少性筋疾患に対する薬理効果を検討し、臨床応用を目指した基礎研究と技術開発を行うものである。本年度は、申請書に記載した3つのテーマ、(1)顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーに対する筋形成型オリゴDNAの薬理効果、(2)横紋筋肉腫に対する筋形成型オリゴDNAの薬理効果、(3)筋形成型オリゴDNAの輸送技術について、以下の研究を行った。
(1)について、共同研究者である信州大学基盤研究支援センターの吉沢隆浩博士が樹立した顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーモデルマウスから骨格筋芽細胞を採取・培養し、同疾患のin vitroモデルを確立した。モデルマウスの筋芽細胞は、正常な筋芽細胞と比較して筋形成能が劣ることが確認された。今後、このin vitroモデルを用いて筋形成型オリゴDNAの薬理効果を検討していく。
(2)に関しては、筋形成型オリゴDNAが横紋筋肉腫の分化を誘導して増殖を抑制する効果について、in vitroの解析結果を原著論文として発表した(Nohira et al., Biomedicines, 2022; 10: 2691)。また、ヌードマウスにヒト横紋筋肉腫細胞を異種移植したモデルの作成を開始した。今後、このモデルマウスを用いて筋形成型オリゴDNAの安全性と薬理効果をin vivoで検討していく。
(3)については、原薬企業の核酸無償提供事業によって大量の筋形成型オリゴDNAの提供を受けることができた。これにより、筋形成型オリゴDNAのドラッグデリバリーシステムの開発を進められる基盤が整った。今後、筋形成型オリゴDNAの脂質ナノ粒子化などによる運搬技術の検討を進めていく。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

筋形成型オリゴDNAの横紋筋肉腫の増殖抑制効果(Nohira et al., Biomedicines, 2022; 10: 2691)、がん悪液質モデル筋芽細胞に対する抗炎症効果(Nihashi et al., Muscles, 2022; 1:1111-120)、および骨形成型オリゴDNAの同定(Nihashi et al., Nanomaterials, 2022; 12: 1680)について、研究代表者が責任著者である原著論文を査読付国際学術誌に発表した。また、2022年10月には、筋形成型オリゴDNAの応用に関する研究代表者の報告が、日本核酸研究フォーラムで優秀発表賞を受賞した。さらに、2022年8月には、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーの治療に関する共同研究成果が日本筋学会で発表され、本研究課題の共同研究者が優秀賞を受賞した。加えて、筋形成型オリゴDNAに関する特許2件(特許7152001号、特許7166614号)が成立した。
以上の諸点から、本研究の成果が専門家等から評価されていると判断し、現在までの進捗状況を「当初の計画以上に進展している」とした。

今後の研究の推進方策

筋形成型オリゴDNAの薬理効果に関するin vitroの研究成果が蓄積したことに加え、原薬企業から大量の筋形成型オリゴDNAの提供を受けたことから、各種動物試験を進められる環境が整った。今後は、横紋筋肉腫などのモデルマウスに筋形成型オリゴDNAを投与し、その薬理効果を検討するとともに、臨床応用を見据えた安全性の検証を行っていく。すでに、モデルマウスの作成とその病態の解析に関する予備実験が進んでおり、筋形成型オリゴDNAの投与実験も計画通りに実施できる見込みである。
筋形成型オリゴDNAのデリバリーシステムについては、骨格筋特異的なアプタマーとの連結、脂質ナノ粒子化、ナノカプセル化などの検討を始めており、まずは培養細胞への運搬効率をin vitroで検討し、将来的に上記モデルマウスに投与可能かを確認していく。
また、筋形成型オリゴDNAで懸念される副作用について調べるため、骨格筋以外の細胞に対する効果をin vitroで確認する。用いる培養細胞は、骨格筋と比較的類似性の高い心筋細胞、血管平滑筋細胞、平滑筋肉腫細胞、脂肪細胞などである。
筋形成型オリゴDNAの知的財産を確保するため、特許申請も進めていく。現在、2件の特許を出願中であり、本研究課題の成果も踏まえて、特許成立に尽力していく。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional structural analysis of mitochondria composing each subtype of fast-twitch muscle fibers in chicken2022

    • 著者名/発表者名
      MAKIDA Sachi、KAMETANI Kiyokazu、HOSOTANI Marina、TAKAHASHI Naoki、IWASAKI Tomohito、HASEGAWA Yasuhiro、TAKAYA Tomohide、UEDA Hiromi、WATANABE Takafumi
    • 雑誌名

      Journal of Veterinary Medical Science

      巻: 84 ページ: 809~816

    • DOI

      10.1292/jvms.22-0080

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of a Novel Osteogenetic Oligodeoxynucleotide (osteoDN) That Promotes Osteoblast Differentiation in a TLR9-Independent Manner2022

    • 著者名/発表者名
      Nihashi Yuma、Miyoshi Mana、Umezawa Koji、Shimosato Takeshi、Takaya Tomohide
    • 雑誌名

      Nanomaterials

      巻: 12 ページ: 1680~1680

    • DOI

      10.3390/nano12101680

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Myogenetic Oligodeoxynucleotide Restores Differentiation and Reverses Inflammation of Myoblasts Aggravated by Cancer-Conditioned Medium2022

    • 著者名/発表者名
      Nihashi Yuma、Yamamoto Machi、Shimosato Takeshi、Takaya Tomohide
    • 雑誌名

      Muscles

      巻: 1 ページ: 111~120

    • DOI

      10.3390/muscles1020012

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Myogenetic Oligodeoxynucleotides as Anti-Nucleolin Aptamers Inhibit the Growth of Embryonal Rhabdomyosarcoma Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Nohira Naoki、Shinji Sayaka、Nakamura Shunichi、Nihashi Yuma、Shimosato Takeshi、Takaya Tomohide
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 10 ページ: 2691~2691

    • DOI

      10.3390/biomedicines10112691

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] myoDN as a potential nucleic acid drug for disease-related muscle wasting2022

    • 著者名/発表者名
      Takaya Tomohide
    • 学会等名
      第7回日本心血管協会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] ヌクレオリン阻害を介した筋形成型オリゴDNAの抗炎症作用2022

    • 著者名/発表者名
      山本万智、三谷塁一、高谷智英
    • 学会等名
      第22回日本抗加齢医学会
  • [学会発表] 筋形成型オリゴDNAによるヌクレオリン阻害を介した脂肪分化と炎症の抑制2022

    • 著者名/発表者名
      森岡一乃、三谷塁一、梅澤公二、下里剛士、高谷智英
    • 学会等名
      第22回日本抗加齢医学会
  • [学会発表] 筋形成型オリゴDNAが血管平滑筋の分化と炎症に及ぼす作用2022

    • 著者名/発表者名
      三好愛、二橋佑磨、三谷塁一、梅澤公二、下里剛士、高谷智英
    • 学会等名
      第22回日本抗加齢医学会
  • [学会発表] 抗ヌクレオリンアプタマーによる筋芽細胞の分化誘導と炎症抑制2022

    • 著者名/発表者名
      山本万智、三谷塁一、高谷智英
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第7回年会
  • [学会発表] 抗ヌクレオリンアプタマーは脂肪前駆細胞の分化と炎症反応を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      森岡一乃、三谷塁一、梅澤公二、下里剛士、高谷智英
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第7回年会
  • [学会発表] 抗ヌクレオリンアプタマーによる血管平滑筋の分化と炎症の制御2022

    • 著者名/発表者名
      三好愛、二橋佑磨、三谷塁一、梅澤公二、下里剛士、高谷智英
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第7回年会
  • [学会発表] 骨芽細胞分化を促進し破骨細胞形成を阻害する骨形成型オリゴDNAの同定2022

    • 著者名/発表者名
      高谷智英、二橋佑磨、池田玲奈、三好愛、梅澤公二、下里剛士
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第7回年会
  • [学会発表] 顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーの治療法探索2022

    • 著者名/発表者名
      吉沢隆浩、富山愛隆、中澤博美、畑志織、柴直子、高谷智英、宮崎大吾、中田勉、柴祐司、中村昭則、古庄知己
    • 学会等名
      第8回日本筋学会学術集会
  • [学会発表] 筋・骨形成型オリゴDNAによるロコモティブ症候群治療2022

    • 著者名/発表者名
      高谷智英
    • 学会等名
      日本核酸研究フォーラム
  • [学会発表] Possible chicken meat production by ex-ovo embryo culture system and the application for poultry biotechnology2022

    • 著者名/発表者名
      Shindo H, Saito S, Takizawa S, Murai K, Takaya T, Hiramatsu K, Kawahara T, Kagami H
    • 学会等名
      The 68th International Congress of Meat Science and Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of a novel chick embryo culture system for developmental studies and chicken meat production2022

    • 著者名/発表者名
      Murai K, Takizawa S, Saito S, Shindo H, Takaya T, Hiramatsu K, Kawahara T, Kagami H
    • 学会等名
      The 68th International Congress of Meat Science and Technology
    • 国際学会
  • [備考] 信州大学農学部分子細胞機能学研究室

    • URL

      https://t-takaya.net/

  • [備考] 高谷助教ら研究グループ 骨分化を促進するオリゴDNAを同定~骨粗鬆症の創薬シーズとして期待~

    • URL

      https://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/agriculture/news/2022/05/-dna-1.php

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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