Development of membrane-permeable oligo nucleotide and clarification of the uptake mechanism

膜渗透性寡核苷酸的开发及摄取机制的阐明

基本信息

批准号：
21K14750
负责人：
平岡陽花
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

本年度は、当研究室で開発した膜透過性核酸MPON(Membrane Permeable OligoNucleotide)の (A) 細胞内動態観察と (B) 新規膜透過性核酸の開発に取り組んだ。MPONはアンチセンスDNAあるいはsiRNAなど標的遺伝子の発現抑制に用いられる核酸材料に対してジスルフィド修飾を施した化学修飾核酸を指す。(A)について、蛍光標識したMPONをヒト培養細胞であるHeLa細胞に投与し、共焦点蛍光顕微鏡を用いて観察したところ、一部の細胞において、細胞内で局所的に凝集している様が見られた。ここで用いた第一世代と呼称するMPONに付加した化学修飾基は高い疎水性を有しており、それが細胞内での核酸凝集を促している可能性が考えられた。凝集が見られた細胞は一部であったが、凝集によって、見かけの核酸濃度低下に伴う機能低下や細胞への悪影響が起こる可能性が危惧された。そのリスクを回避するために、疎水性を低下させた修飾基や、細胞内の還元的環境に応答して修飾が外れる脱離型の修飾基などを付加した、新しい膜透過性核酸の開発に取り組んだ (B)。疎水性を低下させた修飾基の開発について、候補として合成したいくつかの修飾核酸について、膜透過性効率および遺伝子抑制効果を評価した。効果を示す修飾核酸が得られつつある一方で、第一世代MPONを上回るものは未だ得られていないため、引き続き開発を進める。また、膜透過ののち細胞内で脱離するよう、開裂構造を挿入した修飾基を考案し合成した。細胞内の還元的環境で開裂するようなジスルフィドリンカーを挿入したものや、細胞内で不安定で切断されやすいRNA配列を挿入したものなどを合成しており、現在、膜透過効率、遺伝子抑制効果、脱離効率などの面で評価を進めている。

今年，我们致力于（A）我们实验室开发的膜渗透性核酸MPON（膜渗透性寡核苷酸）的细胞内动力学观察，以及（B）新型膜渗透性核酸的开发。 MPON是指对用于抑制反义DNA或siRNA等靶基因表达的核酸材料进行二硫键修饰的化学修饰核酸。关于(A)，当对培养的人HeLa细胞施用荧光标记的MPON并使用共聚焦荧光显微镜进行观察时，发现一些细胞似乎在细胞内局部聚集。这里使用的第一代MPON中添加的化学修饰基团具有高疏水性，人们认为这可能会促进细胞内的核酸聚集。在一些细胞中观察到聚集，但由于核酸浓度明显下降，聚集可能会导致功能下降并对细胞产生不利影响。为了避免这种风险，我们正在开发新的膜渗透性核酸，其修饰基团具有较低的疏水性或可拆卸的修饰基团，可以根据我研究的细胞内的还原环境进行去修饰（B）。关于疏水性降低的修饰基团的开发，我们评估了作为候选物合成的几种修饰核酸的膜渗透效率和基因沉默效果。虽然正在获得有效的修饰核酸，但我们还没有获得任何优于第一代MPON的东西，因此我们将继续开发它。我们还设计并合成了一个插入了裂解结构的修饰基团，以便在膜渗透后将其释放到细胞内。目前，我们正在合成可在细胞内还原环境中裂解的插入二硫键的产品，以及具有不稳定且易于在细胞内裂解的RNA序列的产品，正在对解吸效率等方面进行评估。

项目成果

期刊论文数量（19）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

最先端ナノライフシステム研究

尖端纳米生命系统研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kuriyama S;Tsuji T;Sakuma T;Yamamoto T;Tanaka M;加藤昌志
通讯作者：
加藤昌志

膜透過性核酸MPONの核移行によるエキソンスキッピングの促進

透膜核酸 MPON 的核易位促进外显子跳跃

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fangjie Lyu;Seongjin An;Yoshiaki Kobayashi;Kohei Nomura;Rintaro Baba;Naoko Abe;Haruka Hiraoka;Fumitaka Hashiya;Zhaoma Shu;Kumiko Ui-Tei;Yasuaki Kimura;Hiroshi Abe;五月女宜裕;秤谷隼世，Lyu Fangjie，Shu Zhaoma，Li Zhenmin，木村康明，阿部洋;平岡陽花・Zhaoma Shu・Bao Tri Le・益田恵子・中本航介・林光太朗・阿部奈保子・木村康明・Rakesh N. Veedu・清水義宏・内田智士・阿部洋
通讯作者：
平岡陽花・Zhaoma Shu・Bao Tri Le・益田恵子・中本航介・林光太朗・阿部奈保子・木村康明・Rakesh N. Veedu・清水義宏・内田智士・阿部洋

Development of new membrane permeable oligonucleotides for therapeutics

开发用于治疗的新型膜渗透性寡核苷酸

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Lyu Fangjie;Hayase Hakariya;Haruka Hiraoka;Li Zhenmin;Noriaki Matsubara;Satoshi Uchida;Yasuaki Kimura;Hiroshi Abe
通讯作者：
Hiroshi Abe

総合診療コラム「mRNAワクチンの現在と未来」

普通医疗专栏《mRNA疫苗的现在与未来》