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2017 年度 実績報告書

生物機能中分子の細胞内への新規導入基盤の創出

公募研究

研究領域反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製
研究課題/領域番号 16H01145
研究機関京都大学

研究代表者

二木 史朗  京都大学, 化学研究所, 教授 (50199402)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードエンドサイトーシス / エンドソーム不安定化 / マクロピノサイトーシス / ステープルドペプチド / 細胞内送達
研究実績の概要

近年、ペプチドや核酸を基盤とする中分子が次世代医薬品の候補として熱い視線を集めている。その特長である精密分子認識能を活かした細胞内の疾病関連分子相互作用の調節は、様々な医薬品の開発に結びつくが、これには中分子の細胞内送達が必要となる。本研究期間において、研究代表者は、細胞内輸送小胞(エンドソーム)に保持された生理活性ペプチドやタンパク質を、従来にない効率で効果的に細胞質に放出可能とする「エンドソーム不安定化ペプチド(L17E)」を開発した。また、その効率的な細胞質への放出が、エンドソーム内のpH低下に呼応するのみならずエンドソーム膜組成の酸性化に呼応している可能性があることや、液相エンドサイトーシス(マクロピノサイトーシス)の誘導による細胞への物質取込能の向上に依ることを指摘した。一方、近年分子内架橋によりヘリックス構造を規制したステープルドペプチドが中分子医薬品のプロトタイプとして注目されている。細胞内移行性を有するペプチドも報告され、理由として架橋による分子全体の疎水性の向上が示唆されているが、詳細な検討はなされていない。本研究では、構造規制中分子の細胞透過性向上のための設計指針を得ることを究極の目的とし、ステープルドペプチドの細胞内移行機序の検討を行った。この結果、ステープル化のための非天然アミノ酸の導入によるペプチドの脂溶性の向上やマクロピノサイトーシス誘導によるエンドサイトーシス活性化が、ステープルドペプチドの細胞内移行に重要な役割を果たすことを見出した。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ストックホルム大学(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      ストックホルム大学
  • [雑誌論文] Importance of Net Hydrophobicity in the Cellular Uptake of All-Hydrocarbon Stapled Peptides2018

    • 著者名/発表者名
      Sakagami Koki、Masuda Toshihiro、Kawano Kenichi、Futaki Shiroh
    • 雑誌名

      Molecular Pharmaceutics

      巻: 15 ページ: 1332~1340

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.7b01130

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cytosolic antibody delivery by lipid-sensitive endosomolytic peptide2017

    • 著者名/発表者名
      Akishiba Misao、Takeuchi Toshihide、Kawaguchi Yoshimasa、Sakamoto Kentarou、Yu Hao-Hsin、Nakase Ikuhiko、Takatani-Nakase Tomoka、Madani Fatemeh、Gr?slund Astrid、Futaki Shiroh
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: 9 ページ: 751~761

    • DOI

      DOI: 10.1038/NCHEM.2779

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Arginine-rich cell-penetrating peptide-modified extracellular vesicles for active macropinocytosis induction and efficient intracellular delivery2017

    • 著者名/発表者名
      Nakase Ikuhiko、Noguchi Kosuke、Aoki Ayako、Takatani-Nakase Tomoka、Fujii Ikuo、Futaki Shiroh
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 1991

    • DOI

      DOI:10.1038/s41598-017-02014-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Cytosolic delivery of biomacromolecules2018

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Chemical Biology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cytosolic Antibody Delivery by Lipid-sensitive Endosomolytic Peptide2018

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      IRCCS-JST CREST Joint Symposium “Chemical sciences facing difficult challenges”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞内デリバリーペプチドの膜との相互作用2017

    • 著者名/発表者名
      二木史朗
    • 学会等名
      17-1 バイオ・高分子研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Peptide-mediated Delivery of Biomacromolecules into Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      12th Australian Peptide Conference 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cytosolic antibody delivery by lipid-sensitive endosomelytic peptide2017

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      The Second A3 Roundtable Meeting on Chemical Probe Research Hub
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 京都大学化学研究所生体機能設計化学研究領域

    • URL

      http://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~bfdc/index.html

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公開日: 2018-12-17  

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