ミトコンドリア集積性アルギニンペプチドの機能評価と活性分子送達への応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23790129
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 創薬化学
• 研究機関: 大阪府立大学 (2013); 京都大学 (2011-2012)
• 研究代表者: 中瀬 生彦 大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 講師 (40432322)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 膜透過性ペプチド / ミトコンドリア / 薬物送達 / アルギニン

研究概要

本研究では、エネルギー産生や細胞の生死に関わるミトコンドリアに着目し、ミトコンドリア標的能を有する膜透過性ペプチドの創製を試みた。脂質膜においてヘリックス構造をとる両親媒性の人工抗菌ペプチド、KLAペプチドを基に、ミトコンドリア標的ペプチドをデザインし、それぞれの細胞内移行量や局在性を検討した。KLAペプチドの全てのリジンをアルギニンに変えたRLAペプチドは、約40倍もの高い細胞内移行効率を示し、高いミトコンドリア集積性を示すことを確認した。また、RLAペプチドを結合したBcl-xLタンパク質由来BH4配列は、高いミトコンドリア集積性及び抗アポトーシス活性を示すことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Curvature engineering: positive membrane curvature induced by epsin N-terminal peptide boosts internalization of octaarginine (2013)
  • 著者名/発表者名: Silvia Pujals, Hiroki Miyamae, Sergii Afonin, Tomo Murayama, Hisaaki Hirose, Ikuhiko Nakase, Kentaro Taniuchi, Masato Umeda, Kazutami Sakamoto, Anne S. Ulrich, Shiroh Futaki
  • 雑誌名: ACS Chemical Biology 巻: 8 ページ: 1894-1899
  • DOI: 10.1021/cb400298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a novel nanoparticle by dual modification with the pluripotential cell-penetrating peptide PepFect6 for cellular uptake, endosomal escape and decondensation of an siRNA core complex (2013)
  • 著者名/発表者名: Asako Mitsueda, Yuri Shimatani, Masahiro Ito, Takashi Ohgita, Asako Yamada, Susumu Hama, Astrid Gräslund, Staffan Lindberg, Ulo Langel, Hideyoshi Harashima, Ikuhiko Nakase, Shiroh Futaki, Kentaro Kogure
  • 雑誌名: Biopolymers (Peptide Science) 巻: 100 ページ: 698-704
  • DOI: 10.1002/bip.22310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of pyrenebutyrate on the translocation of arginine-rich cell-penetrating peptides through artificial membranes : Recruting peptides to the membranes, dissipating liquid-ordered phases, and including curvature (2013)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Katayama, Ikuhiko Nakase, Yoshiaki Yano, Tomo Murayama, Yasushi Nakata, Yoshiaki Okada, Katsumi Matsuzaki, Shiroh Futaki
  • 雑誌名: Biochemica et Biophysica Acta-Biomembranes 巻: 1828 ページ: 2134-2142
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2013.05.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of cellular proteins interacting with octaarginine (R8) cell-penetrating peptide by photo-crosslinking (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Kawaguchi, Gen Tanaka, Ikuhiko Nakase, Miki Imanishi, Junya Chiba, Yasumaru Hatanaka, Shiroh Futaki
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 巻: 23 ページ: 3738-3740
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2013.05.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collagen-like cell-penetrating peptides (2013)
  • 著者名/発表者名: Chisato M. Yamazaki, Ikuhiko Nakase, Hiroyuki Endo, Saya Kishimoto, Yoshihiro Mashiyama, Ryo Masuda, Shiroh Futaki, Takaki Koide
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 52 ページ: 5497-5500
  • DOI: 10.1002/anie.201301266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oligopeptides derived from autiphosphorylation sites of EGF receptor suppress EGF-stimulated responses in human lung carcinoma A549 cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Kuroda, Nahoko Kato-Kogoe, Emi Tasaki, Eri Murata, Koyo Ueda, Mineo Abe, Kazuhide Miyamoto, Ikuhiko Nakase, Shiroh Futaki, Yumi Tohyama, Munetaka Hirose
  • 雑誌名: European Journal of Pharmacology 巻: 698 ページ: 87-94
  • DOI: 10.1016/j.ejphar.2012.10.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transformation of an antimicrobial peptide into a plasma membrane-permeable, mitochondria-targeted peptide via the substitution of lysine with arginine (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikuhiko Nakase, Shinya Okumura, Sayaka Katayama, Hisaaki Hirose, Sílvia Pujals, Hirofumi Yamaguchi, Satoko Arakawa, Shigeomi Shimizu, Shiroh Futaki
  • 雑誌名: Communications 巻: 48 ページ: 11097-11099
  • DOI: 10.1039/c2cc35872g
  • 査読あり
• [雑誌論文] CXCR4 stimulates macropinocytosis : implications for cellular uptake of arginine-rich cell-penetrating peptides and HIV (2012)
  • 著者名/発表者名: Gen Tanaka, Ikuhiko Nakase, Yasunori Fukuda, Ryo Masuda, Shinya Oishi, Kazuya Shimura, Yoshimasa Kawaguchi, Tomoka Takatani-Nakase, Ülo Langel, Astrid Gräslund, Katsuya Okawa, Masao Matsuoka, Nobutaka Fujii, Yasumaru Hatanaka and Shiroh Futaki
  • 雑誌名: Chemistry & Biology 巻: 19 ページ: 1437-1446
  • DOI: 10.1016/j.chembiol.2012.09.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bioinspired mechanism for the translocation of peptide through the cell-membrane (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazutami Sakamoto, Kenichi Aburai, Taku Morishita, Kenichi Sakai, Hideki Sakai, Masahiko Abe, Ikuhiko Nakase, and Shiroh Futaki
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 41 ページ: 1078-1080
  • DOI: 10.1246/cl.2012.1078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the attachment of a penetration accelerating sequence and the influence of hydrophobicity on octaarginine-mediated intracellular delivery (2012)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Takayama, Hisaaki Hirose, Gen Tanaka, Sílvia Pujals, Sayaka Katayama, Ikuhiko Nakase, Shiroh Futaki
  • 雑誌名: Molecular Pharmaceutics 巻: 9 ページ: 1222-1230
  • DOI: 10.1021/mp200518n
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accumulation of arginine-rich cell-penetrating peptides in tumors and the potential for anticancer drug delivery in vivo (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikuhiko Nakase, Yusuke Konishi, Masashi Ueda, Hideo Saji, Shiroh Futaki
  • 雑誌名: Journal of Controlled Release 巻: 159 ページ: 181-188
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2012.01.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient focal membrane deformation induced by arginine-rich peptides leads to their direct penetration into cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisaaki Hirose, Toshihide Takeuchi, Hiroko Osakada, Sílvia Pujals, Ikuhiko Nakase, Shouhei Kobayashi, Tokuko Haraguchi, Shiroh Futaki
  • 雑誌名: Molecular Therapy 巻: 20 ページ: 984-993
  • DOI: 10.1038/mt.2011.313
  • 査読あり
• [学会発表] Tumor accumulation of arginine-rich cell-penetrating peptides and delivery of anticancer drug in vivo (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikuhiko Nakase, Yusuke Konishi, Masashi Ueda, Hideo Saji, Shiroh Futaki
  • 学会等名: 2^<nd> International Conference on Biomaterials Science in Tukuba (ICBS2013)
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 20130319-22
• [学会発表] アルギニンペプチドの細胞内取り込みにおけるsyndecan-4とPKCαの寄与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦、大崎勝弘、二木史朗
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2013-03-30
• [学会発表] 膜透過性アルギニンペプチドを用いた効率的な細胞内導入 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦
  • 学会等名: ペプチド研究所若手セミナー
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-03-08
• [学会発表] In vivoにおける膜透過性ペプチドの腫瘍集積と抗癌剤送達 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦、小西雄介、上田真史、佐治英郎、二木史朗
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 20120329-31
• [学会発表] ミトコンドリアを標的にする膜透過性ペプチドの創製と活性分子送達 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦、片山沙綾香、奥村真也、二木史朗
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 20120329-31
• [学会発表] Mechanisms to attain efficient cellular uptake of arginine-rich cell-penetrating peptides (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikuhiko Nakase, Shiroh Futaki
  • 学会等名: Peptide therapeutics Conference 2012
  • 発表場所: スペイン
  • 年月日: 20120212-16
• [学会発表] アルギニンペプチドの効率的な細胞内移行 : 機序と展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦
  • 学会等名: 第34回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-11-16
• [学会発表] ミトコンドリアを標的とする膜透過ペプチドの創製と活性分子の細胞内送達 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦、片山沙綾香、奥村真也、二木史朗
  • 学会等名: 第49回ペプチド討論会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] ミトコンドリアを標的とする細胞膜透過ペプチドベクターの創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦、片山沙綾香、奥村真也、二木史朗
  • 学会等名: 第6回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] 細胞機能探索に有用なペプチドツール〜細胞内導入と受容体創製〜 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦
  • 学会等名: サントリー生命科学財団生物有機科学研究所シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] In vivoにおけるアルギニンペプチドの腫瘍集積と抗癌剤送達への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦、小西雄介、上田真史、佐治英郎、二木史朗
  • 学会等名: 第28回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2012-07-05
• [学会発表] 膜透過性ペプチドの効率的な細胞内移行 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] Efficient internalization of arginine-rich cell-penetrating peptide through cell membranes (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikuhiko Nakase, Shiroh Futaki
  • 学会等名: Satellite mini-workshop of IACIS 2012
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2012-05-12
• [学会発表] Tumor accumulation of arginine-rich cell-penetrating peptides and anticancer drug delivery in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: Ikuhiko Nakase, Yusuke Konishi, Masashi Ueda, Hideo Saji, Shiroh Futaki
  • 学会等名: 8^<th> AFMC International Medicinal Chemistry Symposium"Frontier of Medicinal Science"
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20111129-1202
• [学会発表] フォトクロスリンク法によるアルギニンペプチド受容体同定の試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 二木史朗、田中弦、中瀬生彦、福田保則、畑中保丸
  • 学会等名: 第37回反応と合成の進歩シンポジウム
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20111107-08
• [学会発表] Mechanisms of efficient cellular uptake of arginine-rich cell-penetrating peptides (2011)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦
  • 学会等名: 第48回ペプチド討論会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 20110927-29
• [学会発表] 膜透過性アルギニンペプチドのマウス体内動態及び腫瘍集積性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦、小西雄介、上田真史、佐治英郎、二木史朗
  • 学会等名: 第48回ペプチド討論会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 20110927-29
• [学会発表] In vivoにおける膜透過性アルギニンペプチドの腫瘍集積 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦、小西雄介、上田真史、佐治英郎、二木史朗
  • 学会等名: アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20110901-02
• [学会発表] 膜透過性ペプチドの作用メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦
  • 学会等名: 第29回物性物理化学研究会「膜のダイナミズムと薬物透過:基礎から予測・制御まで」
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-05-20
• [図書] 応用が広がるDDS-人体環境から農業・家電まで- (2013)
  • 著者名/発表者名: 二木史朗、田中弦、中瀬生彦
  • 総ページ数: 139
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス刊
• [図書] 細胞膜透過ペプチドによるタンパク質細胞導入、試料分析講座「タンパク質分析」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦、二木史朗
  • 総ページ数: 219-231
  • 出版者: 日本分析化学会編
• [図書] 最新ペプチド合成技術とその創薬研究への応用 遺伝子医学MOOK (2012)
  • 著者名/発表者名: 中瀬生彦、田中弦、二木史朗
  • 総ページ数: 173-178
• [図書] 蛍光イメージング/MRIプローブの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 二木史朗、中瀬生彦
  • 総ページ数: 173-179
  • 出版者: CMC出版
• [図書] ペプチド・タンパク質性医薬品の新規DDS製剤の開発と応用 遺伝子医学MOOK別冊 (2011)
  • 著者名/発表者名: 二木史朗、中瀬生彦
  • 総ページ数: 117-122
• [備考]
  • URL: http://www.nanosq.21c.osakafu-u.ac.jp