| 研究課題/領域番号 |
26460144
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
兒玉 哲也 名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (00432443)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 人工核酸 / 構造制御 / 核酸化学 / 有機合成化学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、核酸糖部の立体配座と核酸塩基の回転角を精密に制御した人工ヌクレオシドの合成とそのオリゴ核酸中での性質を評価することにより、アンチジーン法をはじめとした新たな核酸創薬の基盤構築を目指すものであり、本年度は、昨年度合成を開始したC3’エンド構造の糖部立体配座をもつヌクレオシドの合成を引き続き行なうとともに、そのオリゴ核酸経の導入の検討、さらにその性質の一部を評価した。
まず、昨年度合成に成功したトランス縮環したテトラヒドロフラン構造をもつヌクレオシドをオリゴ核酸へ導入するためホスホロアミダイト体へと誘導を試みた。その過程で本ヌクレオシドが酸性条件下で極めて不安定であることが明らかとなり、それに伴い合成経路の見直しを行なった。続いて、新たに確立した合成経路に従って合成したホスホロアミダイト体（600mg）を用いてオリゴ核酸への導入を検討した。定法の核酸合成法を用いるとトランス縮環したテトラヒドロフラン構造の分解が原因で目的のオリゴ核酸を合成する事は出来なかったが、種々検討を行った結果、酸性水溶液を使う操作を経ない方法を選択すれば、合成が可能である事を見いだした。
続いて、このトランス縮環したテトラヒドロフラン構造によってC3’エンドに固定した人工ヌクレオシドをもつオリゴ核酸のアンチジーン法を志向した性質解析を行なった。まず、興味深い事に、この人工ヌクレオシド構造はオリゴ核酸中では酸性条件下でも安定であり、エンドソーム内よりも酸性と考えられる水溶液（pH = 4）中で少なくとも１時間は分解が認めらなかった。一方、１５塩基長のピリミジンDNA中の一ヶ所に人工ヌクレオシド修飾したオリゴ核酸が形成する三重鎖の熱的安定性を評価した結果、天然DNAの三重鎖と全く同じ安定性を示した。これらの性質は、核酸創薬への応用を十分に期待できることから、より詳細な性質解明を実施する必要がある。
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| 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
昨年度の研究で新しく合成を開始したC3’エンド糖部立体配座をもつ人工ヌクレオシドの合成を引き続き行なった。当初は、昨年度合成した経路を利用して合成が完了すると想定していたが、予想以上に化合物の化学安定性が低かった事から合成経路の見直しが必要となったが、計画を遅らせること無く新たな合成経路の確立に成功し、オリゴ核酸の合成に着手できた。新たな合成経路では６００ミリグラムという通常のオリゴ核酸基礎研究には十分な量のアミダイトユニットの合成にも成功している。 さらに、合成した化合物のアンチジーン法に向けた基礎的な性質の解析も実施し、核酸創薬に展開する上での基本的な性質を獲得していることを明らかにしている。
一方、昨年度合成を計画していたピラノシド核酸の合成は難航しており、ほとんど進んでいない。本化合物は、テトラヒドロピランのアキシアル位に核酸塩基とヒドロキシメチル基を配置するように立体配座を固定する必要があるが、それには各置換基が1,3-ジアキシアル位に配置することになるためエネルギー的に非常に不利であり、構造構築のための結合形成反応が進行せずに脱離反応や還元反応といった望まない反応か進行することが原因である。
以上の結果と、昨年度の研究は当初計画以上に進展していたことを総合して考えると、概ね当初計画通りに進行していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２８年度は昨年度に引き続き、興味深い性質が見いだされ始めたトランス縮環したテトラヒドロフラン構造によってC3’エンドに固定した人工ヌクレオシドをもつオリゴ核酸について、アンチジーン法を志向した合成展開と性質評価を実施する。特に本項目については有機化学合成に注力し、シトシン塩基やアデニン塩基アナログを合成することで実用性と一般性の向上を図り、また、リン酸主鎖の結合位置を通常の3’-5’ 結合から2’-5’結合へと変更することで生体内の核酸分解酵素への耐性の向上を期待する。この合成は、昨年度までに確立してきた合成経路を踏襲し、また途中に設定した共通中間体から分岐することで達成できると期待できるが、プリン塩基アナログは溶解度や脱離能の高さが問題になることが多いため、迅速に進めつつも注意を怠らない。
一方、これまで我々は核酸の体内分布を核酸への機能性分子の複合体化によって変化できる可能性を見いだしてきた。そこで、得られた核酸については現在の核酸創薬の大きな課題の１つである体内分布または細胞内動態などに関連する性質を評価したい。特に、複合体分子の細胞内での挙動には興味が持たれる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成２６年度の研究では計画以上に進展することが幸いし予算の効率的な運営に成功していたが、平成２７年度の研究は実績概要および達成度の項目に記載通り概ね順調に進行し、研究計画当初の計画通りの予算消費となった。平成２６年度未使用分がほぼそのまま次年度使用分として生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
まず、本年度使用する計画であった予算は、当初の計画通り使用する予定である。
一方、平成２７年度に使用する予定絵平成２８年度に使用する予定に変更した分については、当初計画では提案していなかったが、研究を進める上で重要であることが明らかになってきた今年度実施を予定している合成分子の体内分布や細胞内動態の研究にあてる予定である。内訳は、当初予定から大きな変更は無い。
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