転写制御因子を標的とした核酸型分解誘導剤の開発

针对转录调节因子的核酸型降解诱导剂的开发

基本信息

批准号：
22KJ2565
负责人：
永沼美弥子
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Yokohama City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ユビキチンプロテアソームシステムを利用したタンパク質分解誘導剤（PROTAC : Proteolysis-Targeting Chimeras）は、がん等の治療が困難な疾病に対する革新的な創薬モダリティのひとつとして期待されている。一方で、最適なリガンドが存在しない転写因子などの一部のタンパク質に対しては既存のPROTACの適応が困難である。転写因子には、DNA結合領域が存在し、ヒト転写因子のうち約96%のDNA結合領域の配列が明らかとなっている。そこで本研究では、DNA結合領域に着目し、この領域に結合可能なデコイ核酸を標的タンパク質のリガンドに用いた核酸型PROTACによって、転写因子を分解誘導できると考えた。標的転写因子のモデルとして、核内受容体の一つであるエストロゲン受容体α（ERα）を選択し、ERαの分解を可能にするデコイ核酸型PROTACを創製することを目的とした。2022年度は、前年度に引き続きERαを標的としたデコイ核酸型PROTACの開発を行った。本研究で見出したLCL-ER(dec)は、ERαの分解を可能にし、転写因子分解誘導剤としての有用性が期待できる一方で、デコイ核酸型PROTACには、①生体内での安定性の乏しさ②低い細胞膜透過性の2点について課題がある。そこで、安定性の向上を目指し、デコイ核酸の修飾を検討した。具体的には、DNA配列の末端をループで閉じたヘアピン構造修飾や、ホスホロチオエート化（PS化）を行うことによる分子の安定化を行った。修飾を行ったデコイ核酸型PROTACについて各種活性評価を行った結果、分子の安定性を高める修飾として、ヘアピン構造が有用であるという知見が得られた。以上より、2022年度は、研究計画通りデコイ核酸に対しての修飾を施した分子設計・合成を行い、物性と各種活性に与える影響を解析した。

利用泛素蛋白酶体系统的蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC）有望成为治疗癌症等难治疾病的创新药物发现方式。另一方面，现有的PROTAC很难应用于一些不存在最佳配体的蛋白质，例如转录因子。转录因子具有DNA结合区，大约96%的人类转录因子的DNA结合区序列已被确定。因此，在本研究中，我们重点关注DNA结合区域，并认为核酸型PROTAC可以诱导转录因子降解，该PROTAC使用可以与该区域结合的诱饵核酸作为靶蛋白配体。我们选择核受体之一的雌激素受体α（ERα）作为模型靶转录因子，旨在创建一种可以降解ERα的诱饵核酸型PROTAC。 2022年度，继上年的基础上，我们开发了针对ERα的诱饵核酸型PROTAC。本研究中发现的LCL-ER(dec)能够降解ERα，并有望作为转录因子降解诱导剂。存在两个问题：①细胞膜通透性低。因此，我们研究了诱饵核酸的修饰，以提高稳定性。具体来说，他们通过用环封闭 DNA 序列的末端并将其转化为硫代磷酸酯 (PS) 来修饰发夹结构，从而稳定该分子。作为修饰诱饵核酸型PROTAC的各种活性评价的结果，发现发夹结构可用作提高分子稳定性的修饰。基于此，2022财年，我们根据研究计划设计并合成了修饰诱饵核酸，并分析了其对物理性质和各种活性的影响。

项目成果

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Development of Chimeric Molecules That Degrade the Estrogen Receptor Using Decoy Oligonucleotide Ligands

使用诱饵寡核苷酸配体开发降解雌激素受体的嵌合分子

DOI：
10.1021/acsmedchemlett.1c00629
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Naganuma M; Ohoka N; Tsuji G; Tsujimura H; Matsuno K; Inoue T; Naito M; Demizu Y.
通讯作者：
Demizu Y.

Current Status of Oligonucleotide-Based Protein Degraders

基于寡核苷酸的蛋白质降解剂的现状