多発性嚢胞腎患者由来腎オルガノイドを用いたGSK3β PIポリアミドの創薬

利用多囊肾病患者的肾类器官发现 GSK3β PI 聚酰胺的药物

基本信息

批准号：
21K08265
负责人：
福田昇
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

我々はGSK3βプロモーターの転写因子CREBを抑制するPIポリアミドが、より有効に常染色体優性多発性嚢胞腎(ADPKD)の嚢胞形成抑制が出来る事を認めた。そこで今回ADPKD患者由来疾患特異的iPS細胞を樹立し、その後腎オルガノイドを誘導し、腎オルガノイドの増殖に対するGSK3βPIポリアミドの効果を検討し創薬開発を行ってきた。今回は共同研究にて環状型PIポリアミドがヘアピン型よりも2本鎖DNAの結合が安定しており、1オーダー低濃度で遺伝子発現抑制効果を示す事を認めた。ヒトGSK3βPIポリアミド分子設計としてヒトGSK3βプロモーター構造のCREB結合配列をソフトウエアPROMOにて解析し、PIポリアミドを複数分子設計した。次にADPKD患者および健常人から単核球を分離し、山中４因子センダイウイルスベクターを感染させiPS細胞を得た。このiPS細胞からFGF9で分化開始から7日後細胞を培養皿より分離し、遠心分離により試験管内において再集合体を形成させたのち、メンブレンフィルターのうえで最長で20日間にわたり3次元培養した。再集合体は成長し、3日目には腎包の形成がみられ、11日目にはネフロンを自発的に構築する直径3～5mm程度のADPKD患者オルガノイドが形成された。令和4年度はADPKD患者由来疾患特異的iPS細胞からの尿細管上皮細胞を得た。ADPKD患者由来疾患特異的iPS細胞からの尿細管上皮細胞とコントロールとしての尿細管上皮細胞の遊走能の比較実験を行った。ADPKD患者由来尿細管上皮細胞とコントロール尿細管上皮細胞増殖をdDAVP 1μM投与後、WST-1アッセイで細胞増殖を行い、1μM～0.1μM 6種類のヒトGSK3βPIポリアミドの効果を評価しリード化合物を決定した。

我们发现，抑制GSK3β启动子转录因子CREB的PI聚酰胺可以更有效地抑制常染色体显性多囊肾病（ADPKD）中的囊肿形成。因此，我们建立了源自ADPKD患者的疾病特异性iPS细胞，然后诱导肾类器官，研究GSK3βPI聚酰胺对肾类器官增殖的影响，并进行药物发现开发。在这项联合研究中，我们发现环状型PI聚酰胺比发夹型聚酰胺更稳定地结合双链DNA，并且在低一个数量级的浓度下表现出基因表达抑制作用。为了设计人GSK3β PI聚酰胺分子，我们使用软件PROMO分析了人GSK3β启动子结构的CREB结合序列，并设计了多个PI聚酰胺分子。接下来，从ADPKD患者和健康个体中分离单核细胞，并用山中4因子仙台病毒载体感染以获得iPS细胞。从这些带有 FGF9 的 iPS 细胞开始分化 7 天后，将细胞从培养皿中分离出来，离心以在试管中重新组装，然后在膜过滤器上进行三维培养长达 20 天。重配体生长，第3天，观察到肾被膜形成，第11天，形成ADPKD患者直径约3至5毫米的类器官，自发构建肾单位。 2020财年，我们从 ADPKD 患者的疾病特异性 iPS 细胞中获得了肾小管上皮细胞。我们对ADPKD患者来源的疾病特异性iPS细胞来源的肾小管上皮细胞与作为对照的肾小管上皮细胞的迁移能力进行了比较实验。 ADPKD患者来源的肾小管上皮细胞和对照肾小管上皮细胞增殖给予1μM的dDAVP，并使用WST-1测定法进行细胞增殖。评估1μM至0.1μM的6种类型的人GSK3βPI聚酰胺的作用。和先导化合物进行了测定。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Development of gene silencer pyrrole-imidazole polyamides targeting GSK3β for treatment of polycystic kidney diseases.

开发针对 GSK3β 的基因沉默剂吡咯-咪唑聚酰胺用于治疗多囊肾病。

DOI：
10.1016/j.jphs.2023.01.001
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Baba S; Fukuda N; Kobayashi H; Tsunemi A; Akiya Y; Matsumoto T; Abe M.
通讯作者：
Abe M.

Transcriptional Suppression of Diabetic Nephropathy with Novel Gene Silencer Pyrrole-Imidazole Polyamides Preventing USF1 Binding to the TGF-β1 Promoter

新型基因沉默剂吡咯-咪唑聚酰胺阻止 USF1 与 TGF-β1 启动子结合，抑制糖尿病肾病的转录

DOI：
10.3390/ijms22094741
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
5.6
作者：
Okamura Makiyo;Fukuda Noboru;Horikoshi Shu;Kobayashi Hiroki;Tsunemi Akiko;Akiya Yurie;Endo Morito;Matsumoto Taro;Abe Masanori
通讯作者：
Abe Masanori

Development of gene silencer pyrrole-imidazole polyamides targeting GSK3β for treatment of polycystic kidney diseases.

开发针对 GSK3β 的基因沉默剂吡咯-咪唑聚酰胺用于治疗多囊肾病。

DOI：
10.1016/j.jphs.2023.01.001
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Baba S; Fukuda N; Kobayashi H; Tsunemi A; Akiya Y; Matsumoto T; Abe M.
通讯作者：
Abe M.

Urethral injection of dedifferentiated fat cells ameliorates sphincter damage and voiding dysfunction in a rat model of persistence stress urinary incontinence

尿道注射去分化脂肪细胞可改善持续性压力性尿失禁大鼠模型的括约肌损伤和排尿功能障碍

DOI：
10.1007/s11255-021-03083-3
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
2
作者：
Murata Yasutaka;Obinata Daisuke;Matsumoto Taro;Ikado Yuichiro;Kano Koichiro;Fukuda Noboru;Yamaguchi Kenya;Takahashi Satoru
通讯作者：
Takahashi Satoru

Implantation of dedifferentiated fat cells ameliorated antineutrophil cytoplasmic antibody glomerulonephritis by immunosuppression and increases in tumor necrosis factor-stimulated gene-6.

植入去分化脂肪细胞通过免疫抑制和肿瘤坏死因子刺激基因 6 的增加改善了抗中性粒细胞胞浆抗体肾小球肾炎。

DOI：
10.1186/s13287-022-03014-8
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Utsunomiya K; Maruyama T; Shimizu S; Matsumoto T; Endo M; Kobayashi H; Kano K; Abe M; Fukuda N.
通讯作者：
Fukuda N.