膜透過性ペプチドを付加したペプチド核酸による癌の遺伝子治療

使用添加膜渗透肽的肽核酸进行癌症基因治疗

基本信息

批准号：
15025211
负责人：
田中好幸
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku 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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

遺伝子治療の手法には、アンチセンス法、リボザイム法、RNA干渉法など幾つかの方法が考えられる。本研究課題においては、アンチセンス法とリボザイム法の研究を行った。まず、アンチセンス法においては、本課題では、ペプチド核酸(PNA)が天然のDNAあるいはRNAと結合(hybridization)する性質を利用した、アンチセンス療法に向けた基礎研究を行った。PNAの細胞膜透過性を向上させることを目的として、膜透過性ペプチド(塩基性アミノ酸と疎水性アミノ酸からなる10残基のペプチド)を有機化学的に結合させたPNA(6種類)を合成した。本配列を用いた遺伝子発現抑制実験のモデル実験として、大腸菌を用いたアッセイを行ったが、このアッセイにおいてはPNAによる遺伝子発現抑制はみられなかった。次に本剤の物性評価を行った。一般にPNA分子は水溶性が低いことが知られている。特にアデニンあるいはグアニンといったプリン塩基を多く含む配列は水には不溶性となる。ところが、本ペプチド配列を付加したPNAは90%がプリン塩基の配列でも、超純水に1mM以上の濃度で溶解することが判った。これはペプチド配列に含まれる水溶性アミノ酸:リジン残基によりもたらされたものと考えられる。本手法は不溶性のPNA分子の水溶性向上に寄与することが解った。遺伝子治療薬として期待されるリボザイムについても研究を行った。Hammerhead Ribozymeの機能発現のメカニズム解析を行い、Ribozymeの金属イオン結合モチーフに結合した金属イオンの生理的役割がリボザイムの構造形成であることを明らかとした。本メカニズム解析の結果より、リボザイム高活性化に向けた論理的配列(構造)設計の指針が示された。これらの結果は国際的に高く評価され、J.Am.Chem.Soc.誌に掲載された。さらに関連研究の総説を寄稿する機会も得た。

有几种可能的基因治疗方法，包括反义方法、核酶方法和RNA干扰方法。在这个研究项目中，我们研究了反义和核酶方法。首先，关于反义方法，在本项目中，我们针对利用肽核酸（PNA）与天然DNA或RNA杂交的性质的反义疗法进行了基础研究。为了提高PNA的细胞膜通透性，我们合成了与膜渗透肽（由碱性氨基酸和疏水性氨基酸组成的10残基肽）有机结合的PNA（六种类型）。作为使用该序列抑制基因表达的模型实验，我们使用大肠杆菌进行了测定，但在该测定中没有观察到PNA对基因表达的抑制。接下来，我们评估了该药物的物理性质。众所周知，PNA 分子的水溶性较低。特别地，含有许多嘌呤碱基例如腺嘌呤或鸟嘌呤的序列不溶于水。然而，发现添加有该肽序列的PNA，即使是由90％嘌呤碱基组成的序列，也能以1mM或更高的浓度溶解在超纯水中。这被认为是由肽序列中含有的水溶性氨基酸：赖氨酸残基引起的。结果发现，该方法有助于提高不溶性 PNA 分子的水溶性。我们还进行了核酶的研究，有望用作基因治疗药物。我们分析了Hammerhead Ribozyme的功能表达机制，揭示了与Ribozyme的金属离子结合基序结合的金属离子的生理作用是形成核酶结构。该机制分析的结果为高核酶激活的逻辑序列（结构）设计提供了指导。这些成果受到国际高度评价，并发表在《J.Am.Chem.Soc》杂志上。我还有机会对相关研究进行综述。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

田中好幸, 笠井康弘, 望月俊介, 脇坂昭弘, 森田勇人, 他8名: "Nature of the Chemical Bond Formed with the Structural Metal Ion at the A9/G10.1 Motif Derived from Hammerhead Ribozymes"Journal of the American Chemical Society. 126. 744-752 (2004)

Yoshiyuki Tanaka、Yasuhiro Kasai、Shunsuke Mochizuki、Akihiro Wakisaka、Hayato Morita 等 8 人：“Nature of the Chemical Bond Formed with the Structural Metal Ion at the A9/G10.1 Motif Derived from Hammerhead Ribozymes”美国化学会杂志. 126. 744-752 (2004)