核酸化学と情報科学の融合による革新的アンチセンス医薬創製基盤の構築

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24249007
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小比賀 聡 大阪大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (80243252)
• 研究分担者: 兒玉 哲也 名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (00432443)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2016-03-31
• キーワード: アンチセンス核酸 / ゲノム創薬 / 核酸医薬 / バイオコンジュゲート

研究実績の概要

アンチセンス医療における課題解決のため、H27年度は以下の項目を実施した。
・核酸医薬配列設計法の開発で本年度はルールフィット法を用い、アンチセンスオリゴヌクレオチド（AON）の活性をその配列情報から高精度（正答率93％）で予測できるモデルを開発した。用いた特徴や算出されたルールから、AONの活性と配列長および熱力学的性質、およびAON・標的mRNAの二次構造との関連性を確認した。本モデルでは設計するAONが高活性に分類される確率を算出できるため、活性の高いAONを選別することが可能である。標的mRNA発現抑制効果の高いAON候補を予めスクリーニングすることにより、効果の低いAONの合成にかかる時間や費用を削減できると考えられる。
・AONの動態制御を目的として、赤血球親和性低分子化合物と蛍光化合物でラベル化したAONとのコンジュゲートを合成し、その細胞取込みを評価した。細胞内への取り込みを蛍光顕微鏡で観察したところ、37℃の生理的条件下で、PS-DNAコンジュゲートの細胞内取り込みが観察された。PO-DNAコンジュゲートや非コンジュゲート体の細胞内取り込みは観察されず、このコンジュゲートがPS-DNAの細胞内移行に利用できることを見いだした。
・６員環性人工核酸として、3'-4' 結合型ピラノシド核酸を合成し、その基本的性質を評価した。その結果、3'-4' 結合型ピラノシド核酸を導入したAONが形成する二重鎖構造もまた、3'-6'結合型ピラノシド核酸と同様の高い熱的安定性を示し、有効性が見いだされてこなかったピラノシド核酸もまた立体配座を適切に固定することでアンチセンス分子として開発し得る性質を引き出せることを明確にした。今回合成に成功した3'-4' 結合型ピラノシドのアミダイトブロックは、L-マンノースから１１工程と短工程で合成できるため、核酸医薬への展開を大いに期待できる。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of the effects of chemically different linkers on hepatic accumulations, cell tropism and gene silencing ability of cholesterol-conjugated antisense oligonucleotides (2016)
  • 著者名/発表者名: Wada S., Yasuhara H., Wada F., Sawamura M., Waki R., Yamamoto T., Harada-Shiba M., Obika S.
  • 雑誌名: J. Control. Release 巻: 226 ページ: 57-65
  • DOI: 10.1016/j.jconrel.2016.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wavelength-selective light-triggered strand exchange reaction (2016)
  • 著者名/発表者名: Morihiro K., Kodama T., Mori S., Obika S.
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 14 ページ: 1555-1558
  • DOI: 10.1039/c5ob02369f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serial incorporation of a monovalent GalNAc phosphoramidite unit into hepatocyte-targeting antisense oligonucleotides (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T., Sawamura M., Wada F., Harada-Shiba M., Obika S.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 24 ページ: 26-32
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2015.11.036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca2+ Enrichment in Culture Medium Potentiates Effect of Oligonucleotides. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hori S., Yamamoto T., Waki R., Wada S., Wada F., Noda M., Obika S.
  • 雑誌名: Nuleic Acids Res. 巻: 43 ページ: e128
  • DOI: 10.1093/nar/gkv626
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] DNA/RNA Heteroduplex Oligonucleotide for Highly Efficient Gene Silencing. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishina K., Piao W., Yoshida-Tanaka K., Sujino Y., Nishina T., Yamamoto T., Nitta K, Yoshioka K, Kuwahara H., Yasuhara H., Baba T., Ono F., Miyata K, Miyake K., P. Seth P., Low A., Yoshida M., Bennett C.F., Kataoka K., Mizusawa H., Obika S. Yokota T.
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 6 ページ: 7969
  • DOI: 10.1038/ncomms8969
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of 2’-O,4’-C-Spirocyclopropylene Bridged Nucleic Acid (scpBNA), an Analogue of 2’,4’-BNA/LNA Bearing a Cyclopropane Ring. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi T., Horiba M., Obika S.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 23 ページ: 33-37
  • DOI: 10.1039/c5cc02024g
  • 査読あり
• [雑誌論文] C5-azobenzene-functionalized locked nucleic acid uridine: isomerization properties, hybridization ability, and enzymatic stability (2015)
  • 著者名/発表者名: Morihiro K., Hasegawa O., Mori S., Tsunoda S., Obika S.
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 13 ページ: 5209
  • DOI: 10.1039/c5ob00477b
• [雑誌論文] Amido-bridged nucleic acids with small hydrophobic residues enhance hepatic tropism of antisense oligonucleotides in vivo (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T., Yahara A., Waki R., Yasuhara H., Wada F., Harada-Shiba M., Obika S.
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 13 ページ: 3757-3765
  • DOI: 10.1039/c5ob00242g
• [学会発表] Synthesis and hybridization property of a boat-shaped pyranosyl nucleic acid analogue whose nucleobase orientation is similar to that of natural RNA (2015)
  • 著者名/発表者名: Kanagawa T., Mori K., Kodama T., Obika S.
  • 学会等名: PACIFICHEM 2015
  • 発表場所: 米国・ハワイ・ホノルル
  • 年月日: 2015-12-15 – 2015-12-20
• [学会発表] mRNA structure prediction targeting antisense oligonucleotides (AONs). (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamashita M., Kawashita N., Yamamoto T., Okamoto K., Takagi T., Obika S.
  • 学会等名: PACIFICHEM 2015
  • 発表場所: 米国・ハワイ・ホノルル
  • 年月日: 2015-12-15 – 2015-12-20
• [学会発表] Recent Progress in the Development of Bridged Nucleic Acids (2015)
  • 著者名/発表者名: Obika S
  • 学会等名: PACIFICHEM 2015
  • 発表場所: 米国・ハワイ・ホノルル
  • 年月日: 2015-12-15 – 2015-12-20
• [学会発表] 赤血球によるオリゴ核酸送達を期待したヘモグロビン親和性化合物結合型オリゴ核酸の合成と評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 近田達哉、廣明秀一、兒玉哲也
  • 学会等名: 日本核酸医薬学会第1回年会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2015-11-30 – 2015-12-02
• [学会発表] セレノメチレン架橋型ピリミジンヌクレオシドで修飾したアンチセンス分子 (2015)
  • 著者名/発表者名: 兒玉哲也， 百相義大， 森廣邦彦， 廣明秀一， 小比賀 聡
  • 学会等名: 日本核酸医薬学会第1回年会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2015-11-30 – 2015-12-02
• [学会発表] 核酸医薬開発におけるこれからの化学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小比賀 聡
  • 学会等名: 日本核酸医薬学会第1回年会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2015-11-30 – 2015-12-02
• [学会発表] 舟形固定した L-リキソースを糖部に有する人工核酸の相補鎖結合親和性 ―塩基の回転角が核酸二重鎖安定性に及ぼす影響― (2015)
  • 著者名/発表者名: 金川峻幸、森 和土、兒玉哲也、小比賀 聡
  • 学会等名: 第65回 日本薬学会近畿支部大会
  • 発表場所: 大阪府富田林市（大阪大谷大学）
  • 年月日: 2015-10-17
• [学会発表] Erythrocyte uptake of oligonucleotides conjugated to a hemoglobin-binding compound (2015)
  • 著者名/発表者名: Konda T., Hiroaki H., Kodama T.
  • 学会等名: The 42nd International Symosium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: 姫路市
  • 年月日: 2015-09-23 – 2015-09-25
• [学会発表] 赤血球ヘモグロビンによる薬物送達を目的とした薬物コンジュゲートの開発研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 近田達哉、廣明秀一、兒玉哲也
  • 学会等名: 第61回日本薬学会東海支部大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2015-07-04