遺伝子配列識別能をもつ光活性化型ドラッグの開発

具有基因序列识别能力的光激活药物的开发

基本信息

批准号：
17019037
负责人：
田邉一仁
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17019037/
关键词：
プロドラッグ遺伝子配列識別光活性化機能性人口DNA

项目摘要

本研究では、テイラーメイド医療に役立つインテリジェントドラッグの開発を目指し、特定の遺伝子が存在する時のみドラッグがリリースされるシステムの開発を行った。本研究では、遺伝子配列を認識する部(DNAやペプチド核酸)を共有結合で結んだプロドラッグを設計した。プロドラッグに導入された遺伝子認識部はその相補的な塩基配列を持つ遺伝子とのみハイブリッドを形成する。続いて、ハイブリッドを形成した時のみ進行する光反応によりドラッグをリリースさせる。従って、特定の遺伝子が存在する時はドラッグがリリースされ薬効を発現するが、標的となる遺伝子が存在しない場合や一塩基でも変異がある場合はドラッグはリリースされないため薬効を示さない。今年度は、本ドラッグリリースシステムの一般性を検証するため、既存薬のプロドラッグ化を進めた。抗がん剤テガフールをドラッグ部に導入し、その光リリース反応を調べた。その結果、人工DNAと完全相補的なDNAオリゴマー(特定遺伝子のモデル)の共存下で、テガフールは効率的にリリースされる一方、相補的DNA鎖の非共存下では、リリース反応は大きく抑制された。また、リリースされたドラッグを定量したところ、加えた相補的DNAの物質量を上回る量のドラッグリリースが確認できた。この結果は、標的となる遺伝子は少量であっても、効果的に大量のドラッグをリリースできることを示唆している。続いて、システムを遺伝子解析用プローブへと改変した。蛍光性試薬であるクマリンをドラッグ部に導入した。同様に光反応を追跡すると、相補的な標的DNAオリゴマーの共存下ではクマリン遊離に伴い、強い蛍光を発するが、標的DNAの非存在下では、その蛍光は大きく抑制されることを見い出した。すなわち、蛍光性分子をドラッグ部に導入することにより、被検体遺伝子の塩基配列を解析し得るプローブとして応用できる。

在这项研究中，我们的目标是开发可用于定制医疗的智能药物，并开发了一种仅在特定基因存在时才释放药物的系统。在本研究中，我们设计了一种前药，其中识别基因序列的部分（DNA或肽核酸）通过共价键连接。导入前药的基因识别区域仅与具有互补碱基序列的基因形成杂合体。接下来，药物通过仅在形成杂交体时发生的光反应释放。因此，当特定基因存在时，药物被释放并表现出药效，但如果靶基因不存在或什至存在单个核苷酸突变，则药物不会释放并且表现出药效。今年，为了验证该药物释放系统的通用性，我们着手将现有药物转化为前药。将抗癌药物替加氟引入药物位点并研究其光释放反应。结果，虽然替加氟在人工DNA和完全互补的DNA寡聚物（特定基因的模型）共存时被有效释放，但在不存在互补DNA链的情况下，释放反应被大大抑制。此外，当对释放的药物进行定量时，证实释放的药物量超过了添加的互补DNA物质的量。这一结果表明，即使是少量的靶基因也能有效释放大量的药物。接下来，该系统被修改为用于遗传分析的探针。将荧光试剂香豆素引入药物区域。同样，在追踪光反应时，他们发现，在互补的目标DNA寡聚体共存时，随着香豆素的释放，发出强烈的荧光，但在没有目标DNA的情况下，荧光被大大抑制。即，通过将荧光分子引入药物部分，可以将其用作可以分析分析物基因的碱基序列的探针。