脳梗塞克服へ向けた虚血応答性核酸医薬の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26282136
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 石橋 哲 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 講師 (30533369)
• 研究分担者: 和田 健彦 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20220957)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 脳血管障害 / 核酸医薬 / 人工核酸 / 虚血応答性核酸 / ヘテロ核酸

研究実績の概要

本研究では、脳梗塞に特異的な病態のみに効果を発現する虚血応答性核酸医薬を開発し、現在まで有効な治療法が開発出来ていない脳梗塞に対する神経保護両方を実現させることを目的としている。
脳梗塞部位ではpHが6.0-6.5程度に低下するが、周辺に存在する神経保護療法の治療標的部位であるペナンブラ領域はpH6.5-6.8程度であることが判明した。当初開発した虚血応答性核酸は、pH 6.2程度に低下した細胞環境下において標的RNAに対する高い親和性を示すものであったが、フェニルボロン酸部位へのメトキシ基やニトロ基など各種置換基導入により、ボロン酸部位の酸性度(pKa)が制御可能であり、このpKaの制御により分子内ボロン酸エステル形成のon-off制御pHのコントロールも可能である事を明らかとした(JACSに投稿中)。これらの人工核酸への化学修飾技術により、ペナンブラ領域のpHに合わせた虚血応答性核酸の開発に成功した
in vivoでのマウス脳梗塞モデルに対する治療効果における標的mRNAとして中枢神経系の中でも神経細胞や血管内皮細胞に強く発現しているMALAT-1（metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1）遺伝子を選択した。経静脈的に投与したヘテロ核酸はペナンブラ領域の血管内皮細胞や神経細胞に良好に取り込まれ、mRNA抑制効果は脳梗塞部位において80%以上の低下を実現した。一方で、正常動物や脳梗塞と反対側の非虚血部位ではほとんど遺伝子抑制が見られず、明らかな虚血部位選択性を示した。
MALAT-1遺伝子抑制の結果として、梗塞体積が変化したが、その原因としてMALAT-1遺伝子の持つangionegesisや神経保護作用を修飾したことであると考えられた。これらの結果により、虚血病態に選択的に作用する人工核酸により新たな脳梗塞治療が開発出来ると考えられた。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28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] Depressive disorder may be associated with raphe nuclei lesions in patients with brainstem infarction. (2017)
  • 著者名/発表者名: Numasawa Y, Hattori T, Ishiai S, Kobayashi Z, Kamata T, Kotera M, Ishibashi S, Sanjo N, Mizusawa H, Yokota T
  • 雑誌名: J Affect Disord. 巻: 213 ページ: 191-198
  • DOI: 10.1016/j.jad.2017.02.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protonation-induced red-coloured circularly polarized luminescence of [5]carbohelicene fused by benzimidazole (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakai H, Kubota T, Yuasa J, Araki Y, Sakanoue T, Takenobu T, Wada T, Kawai T, Hasobe T
  • 雑誌名: Org Biomol Chem 巻: 14 ページ: 6738-43
  • DOI: 10.1039/c6ob00937a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controllable Electronic Structures and Photoinduced Processes of Bay-Linked Perylenediimide Dimers and a Ferrocene-Linked Triad (2016)
  • 著者名/発表者名: Horinouchi H, Sakai H, Araki Y, Sakanoue T, Takenobu T, Wada T, Tkachenko NV, Hasobe T
  • 雑誌名: Chemistry 巻: 22 ページ: 9631-9641
  • DOI: 10.1002/chem.201601058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of p53 facilitates the target search in DNA by enhancing the target recognition probability (2016)
  • 著者名/発表者名: Itoh Y, Murata A, Sakamoto S, Nanatani K, Wada T, Takahashi S, Kamagata K
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 巻: 428 ページ: 2916-2930
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2016.06.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] A case of progressive multifocal leukoencephalopathy with balanced CD4/CD8 T cell infiltration and good response to mefloquine treatment (2016)
  • 著者名/発表者名: Sanjo N, Kina S, Shishido-Hara Y, Nose Y, Ishibashi S, Fukuda T, Maehara K, Eishi Y, Mizusawa H, Yokota T
  • 雑誌名: Intern Med 巻: 55 ページ: 1631-5
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.55.6051
  • 査読あり
• [雑誌論文] General review for supramolecular photochirogenesis (2016)
  • 著者名/発表者名: Mori T, Fukuhara G, Wada T
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology, A: Chemistry 巻: 331 ページ: 2-7
  • DOI: 10.1016/j.jphotochem.2016.08.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly enantiodifferentiating site of human serum albumin for mediating photocyclodimerization of 2-anthracenecarboxylate elucidated by site-specific inhibition/quenching with xenon (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishijima M, Pace T, Bohne C, Mori T, Inoue Y, Wada T
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology, A: Chemistry 巻: 331 ページ: 89-94
  • DOI: 10.1016/j.jphotochem.2015.12.019
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Control of local structures and photophysical properties of zinc porphyrin-based supramolecular assemblies structurally organized by regioselective ligand coordination (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakuma T, Sakai H, Araki Y, Wada T, Hasobe T.
  • 雑誌名: Phys Chem Chem Phys 巻: 18 ページ: 5453-5463
  • DOI: 10.1039/c5cp07110k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic Control of the Excited-State Dynamics and Circularly Polarized Luminescence of Fluorescent "Push-Pull" Tetrathia[9]helicenes (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Y, Sakai H, Yuasa J, Araki Y, Wada T, Sakanoue T, Takenobu T, Kawai T, Hasobe T.
  • 雑誌名: Chemistry 巻: 22 ページ: 4263-73
  • DOI: 10.1002/chem.201504048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-Lived Triplet Excited States of Bent-Shaped Pentacene Dimers by Intramolecular Singlet Fission (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakuma T, Sakai H, Araki Y, Mori T, Wada T, Tkachenko NV, Hasobe T
  • 雑誌名: J Phys Chem A 巻: 120 ページ: 1867-1875
  • DOI: 10.1021/acs.jpca.6b00988
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled Excited-State Dynamics and Enhanced Fluorescence Property of Tetrasulfone[9]helicene by a Simple Synthetic Process (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Yuki, Hayato S, Junpei Y, Araki Y, Wada T, Sakanoue, T, Takenobu T, Kawai T, Hasobe T
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: 120 ページ: 7421-7427
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b01123
  • 査読あり
• [学会発表] SILENCING OF MALAT1 LONG NON-CODING RNA WITH DNA/RNA HETERODUPLEX OLIGONUCLEOTIDES EXACERBATES CEREBRAL ISCHEMIA (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi S, Li L, Iwasawa E, Song J, Ichijo M, Zhang Y, Piao W, Yoshida K, Kuwahara H, Yoshioka K, Nagata T, Yokota T.
  • 学会等名: XXIII World Congress of Neurology
  • 発表場所: KYOTO INTERNATIONAL CONFERENCE CENTER, Kyoto
  • 年月日: 2017-09-16 – 2017-09-21
  • 国際学会
• [学会発表] GENE SILENCING EFFECT OF HETERODUPLEX OLIGONUCLEOTIDE AND ITS BIODISTRIBUTION IN NEURONS AND BRAIN ENDOTHELIAL CELLS AFTER ISCHEMIA (2017)
  • 著者名/発表者名: Li L, Ishibashi S, Iwasawa E, Song J, Ichijo M, Zhang Y, Piao W, Yoshida K, Kuwahara H, Yoshioka K, Nagata T, Yokota T
  • 学会等名: XXIII World Congress of Neurology
  • 発表場所: KYOTO INTERNATIONAL CONFERENCE CENTER, Kyoto
  • 年月日: 2017-09-16 – 2017-09-21
  • 国際学会
• [学会発表] Expression of sphingosine-1-phosphate receptor 1 in leptomeningeal arteries is upregulated and its agonist improves neurological outcome in ischemic stroke in mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwasawa E, Li FY, Ishibashi S, Ichijo M, Miki K, Yokota T.
  • 学会等名: XXIII World Congress of Neurology
  • 発表場所: KYOTO INTERNATIONAL CONFERENCE CENTER, Kyoto
  • 年月日: 2017-09-16 – 2017-09-16
  • 国際学会
• [学会発表] Heteroduplex oligonucleotide reduced gene expression in focal ischemic brain in mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Li L, Ishibashi S, Iwasawa E, Song J, Ichijo M, Zhang Y, Piao W, Yoshida K, Kuwahara H, Yoshioka K, Nagata T, Yokota T.
  • 学会等名: STROKE2017
  • 発表場所: 大阪国際会議場, 大阪
  • 年月日: 2017-03-06 – 2017-03-06
• [学会発表] DEVELOPMENT of HIGH SENSITIVE AND HIGH TIME-RESOLVE CIRCULAR DICHROISM (CD) MEASUREMENT SYSTEM - Toward Analysis of Interaction Dynamics of Porphyrin Derivative with double stranded DNA - (2016)
  • 著者名/発表者名: Wada T
  • 学会等名: 4th Asia Chemical Biology Conference 2016
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 2016-11-28 – 2016-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] Remarkable Enhancement of RNaseH Cleavage Activities of RNA Complexed with Peptide Ribonucleic Acid (PRNA) - DNA Chimera for Effective Cancer Cell Specific Oligonucleotide Therapeutics (2016)
  • 著者名/発表者名: Wada T
  • 学会等名: Institut Europeen de Chimie et Biologie Symposium
  • 発表場所: Bordeaux Univ., France
  • 年月日: 2016-11-07 – 2016-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] Creation of Ischemia-Specifi c Oligonucleotide Therapeutics System with Intracellular Environmental Condition - Responsive Peptide Ribonucleic Acids (PRNAs) (2016)
  • 著者名/発表者名: Wada T, Uematsu R, Asai M, Inagaki M, Sugai H, Araki Y, Sakamoto S, Ishibashi S, Yokota T, Wada T
  • 学会等名: The 43nd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Kumamoto Univ, Kumamoto
  • 年月日: 2016-09-27 – 2016-09-29
  • 国際学会
• [学会発表] Creation of the ischemia-specific oligonucleotide therapeutics system with intracellular environment-responsive Peptide Ribonucleic Acids (PRNAs) : Development of half-gamer type chimeric PRNA-DNA-LNA derivatives (2016)
  • 著者名/発表者名: Inagaki M, Uematsu R, Unabara D, Araki Y, Nakamoto S, Ishibashi S, Yokota T, Wada T
  • 学会等名: The 43nd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Kumamoto Univ, Kumamoto, Japan
  • 年月日: 2016-09-27 – 2016-09-29
  • 国際学会
• [学会発表] Creation of hypoxia specific oligonucleotide therapeutics system with intracellular environment-responsible Peptide Ribonucleic Acids (PRNAs): ― Tuning of on - off switching pH of PRNA for optimization of hypoxia cell specificity (2016)
  • 著者名/発表者名: Asai M, Uematsu R, Araki Y, Nakamoto S, Ishibashi S, Yokota T, Wada T
  • 学会等名: Campus Asia Summer School Symposium 2016
  • 発表場所: Tohoku Univ, Sendai, Japan
  • 年月日: 2016-08-27 – 2016-08-28
  • 国際学会
• [学会発表] Creation of the hypoxia-specific oligonucleotide therapeutics system with intracellular environment-responsible Peptide Ribonucleic Acids (PRNAs): Synthesis and properties of new type of chimeric PRNA derivatives with 3’-DNA moiety introduced at N-terminus of PRNA (2016)
  • 著者名/発表者名: Inagaki M, Uematsu R, Araki Y, Sakamoto S, Ishibashi S, Yokota T, Wada T
  • 学会等名: Campus Asia Summer School Symposium 2016
  • 発表場所: Tohoku Univ, Sendai, Japan
  • 年月日: 2016-08-27 – 2016-08-28
  • 国際学会
• [学会発表] SUPRAMOLECULAR ASYMMETRIC PHOTOCHIROHGEBESIS (SMAP) OF 2-ANTHRACENECARBOXYLATE (AC) WITH PROTEINS AND PROTEIN-POLYMER HYBRIDS AS CHIRAL REACTION MEDIAS - PEGYLATION OF HAS/BSA AND SMAP OF AC MEDIATED BY PEG-HAS/BSA- (2016)
  • 著者名/発表者名: Wada T
  • 学会等名: 2016 IUPAC Photochem
  • 発表場所: Osaka City Central Public Hall, Osaka
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-08
  • 招待講演