Drug discovery for fragile X syndrome based on the small molecular ligands that form self-assembles on the CGG repeats

基于在 CGG 重复上形成自组装的小分子配体的脆性 X 综合征药物发现

• 批准号: 21H02612
• 负责人: 佐々木 茂貴
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Nagasaki International University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02612/
• 关键词: 脆弱X症候群; リピート病; FMR1遺伝子; CGGリピー; 低分子創薬; CGGリピート; 転写活性化; 翻訳活性化; 低分子リガンド; 分子集積薬; 遺伝子発現促進; FMR1

本研究では、DNA中のCGGリピート配列に協奏的に自己集積する低分子を基盤に、リピート数増加に伴い発症する脆弱X症候群(FXS)に対する低分子創薬を目指す。FXSの原因遺伝子であるFMR1遺伝子にはCGGリピート領域があり、このリピート数が55以下では正常であるのに対し、200以上では遺伝子が転写されず、発症する。近年、CGGリピート領域のシトシン５位メチル化の阻害が、FMR1遺伝子転写を活性化し、症状を軽減させることがわかり、新しい創薬戦略として注目されている。本研究では我々が開発したCGGリピート配列に自己集積する低分子を基盤に、疾患モデル細胞のFMR1遺伝子の転写を活性化、さらには、翻訳活性化を検証し、FXSに対する新しい創薬を目指す。2021年度までに、FMR1遺伝子のCGGリピートが伸長したヒトX 染色体を微小核融合した細胞株を用いてCGGリピート作用薬のスクリーニングを行い、FMR1 mRNA発現を上昇させるGW283を同定した。FMR1 mRNA発現が全く認められないFXS由来線維芽細胞においてDNA脱メチル化剤5-aza-2-deoxycytidineとGW283を混合処置することで、FMR1 mRNA発現を上昇させることができた。2022年度は、FXS由来線維芽細胞でFMRPタンパク質発現解析を行った。しかしながら、タンパク質発現の上昇は見られなかった。FXS患者由来細胞を用いて検討でも同様にFMR1 mRNAの発現上昇がみられたものの、タンパク質発現は上昇しなかった。CGGリピートを含むオリゴDNA2本鎖のシトシン5位メチル化に対するGW283の阻害効果を調べたところ、CGGを単独でもつ配列にくらべてメチル化阻害が観測された。このことからGW283はCGGリピートの再メチル化を阻害することによってFMR1 mRNAの発現を上昇させたものと考えられる。

在这项研究中，我们旨在为脆弱的X综合征（FXS）开发小分子，该分子随着重复数量的增加而发展，基于在DNA中CGG重复序列中自组装的小分子。 FMR1基因是FXS的致病基因，具有CGG重复区域，当重复次数为55或以下时，这是正常的，而当未在200或更多时转录基因时，疾病就会发展。近年来，CGG重复区域中胞嘧啶5位甲基化的抑制会激活FMR1基因转录并减少症状，并引起人们的注意，作为一种新药物发现策略。在这项研究中，我们旨在基于我们开发的CGG重复序列中自我组装的小分子，在疾病模型细胞中激活FMR1基因的转录，此外，我们旨在为FXS开发新药物。到2021财年，使用已在FMR1基因中具有扩展CGG重复序列的人X染色体的细胞系筛选CGG重复激动剂，并且鉴定了增加FMR1 mRNA表达的GW283。 FMR1 mRNA表达通过混合DNA脱甲基化剂5-Aza-2-脱氧胞苷和GW283在FXS衍生的成纤维细胞中，没有FMR1 mRNA表达。在2022财年中，FMRP蛋白表达分析在FXS衍生的成纤维细胞上进行。但是，未观察到蛋白质表达的增加。同样，在研究中使用FXS患者衍生的细胞增加了FMR1 mRNA的表达，但蛋白质表达并未增加。当我们研究GW283对胞嘧啶位置的抑制作用5含有CGG重复的双链的甲基化甲基化时，与单独使用CGG的序列相比，观察到甲基化抑制作用。这表明GW283通过抑制CGG重复序列的再甲基化来增加FMR1 mRNA的表达。

项目成果

長崎国際大学薬学部薬学科ゲノム標的創薬学研究室

长崎国际大学药学部药学系基因组靶向药物发现实验室

ゲノム標的創薬学研究室

基因组靶向药物发现实验室

CGGリピートRNAの構造変換を誘起する1,3-diazaphenoxazine誘導体の開発

开发诱导 CGG 重复 RNA 结构转变的 1,3-二氮杂吩恶嗪衍生物

• 发表时间: 2022
• 作者: 村瀬 裕貴;永次 史;佐々木 茂貴
• 通讯作者: 佐々木 茂貴

CGG-リピートRNA に結合する低分子型G-clamp 誘導体の開発

开发结合 CGG 重复 RNA 的低分子量 G 夹衍生物

• 发表时间: 2021
• 作者: 村瀬 裕貴;永次 史;佐々木 茂貴
• 通讯作者: 佐々木 茂貴