二次構造制御型DDSキャリアペプチド－PPI阻害ペプチドの細胞内輸送ツール開発－

二级结构控制的DDS载体肽 - PPI抑制肽细胞内递送工具的开发 -

• 批准号: 22KJ2570
• 负责人: 平野 元春
• 金额: $ 1.6万
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2570/
• 关键词: 細胞膜透過性ペプチド; タンパク質間相互作用; ヘリックス・ループ・ヘリックス構造; 両親媒性ペプチド; ヘリカルペプチド

生体内のタンパク質間相互作用（Protein-protein interaction; PPI）は、転写や翻訳、シグナル伝達など多くの細胞制御において重要な役割を果たしているが、ガンをはじめとした多くの疾病の発症にも関与している。そのため、細胞内PPIを阻害可能な分子は次世代の分子標的薬として注目されており、特にヘリカルペプチドはPPI阻害薬のモダリティとして期待されている。しかし、多くの場合ペプチドは細胞膜を透過することができず、細胞内で十分な機能を発揮することができない。そのため、細胞膜透過性ペプチド（Cell-penetrating peptide; CPP）を利用したPPI阻害ペプチドの細胞内輸送が行われている。一方で、カチオン性残基を豊富に含むCPPと疎水性残基を多く持つPPI阻害ペプチドを連結させると、両親媒性（カチオン性/疎水性）が高まり、細胞膜障害による毒性の向上が懸念される。そのため、顕著な毒性の向上を伴わず、PPI阻害ペプチドを効率的に細胞内へ輸送することは重要である。本研究では、構造モチーフとしてHelix-loop-helix（HLH）に着目し、細胞内外の環境に応じて構造が変化することで、PPI阻害ペプチドの効率的な細胞内輸送が可能とするキャリアペプチド、デリバリー手法の開発を行った。PPI阻害の標的として、ビタミンD受容体（VDR）を対象にPPI阻害ドメインと細胞膜透過ドメインを結合させたペプチドの設計・合成を行った。PPI阻害ドメインには、VDRに結合して転写活性化を阻害することが報告されているSRC2-3を使用し、細胞膜透過性ドメインとして、これまでに見出した両親媒性CPPを使用した。これらのペプチドに対してCDスペクトル測定、およびAlphaFold2を利用した構造解析を行い、フローサイトメトリーによる細胞膜透過性評価を行った。

体内蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）在转录、翻译和信号转导等许多细胞控制中发挥着重要作用，但它们也参与了包括癌症在内的许多疾病的发展。因此，能够抑制细胞内 PPI 的分子作为下一代分子靶向药物正在引起人们的关注，而螺旋肽作为 PPI 抑制剂尤其有前景。然而，在许多情况下，肽无法穿透细胞膜，无法在细胞内发挥足够的功能。因此，已经使用细胞穿透肽（CPP）进行PPI抑制肽的细胞内转运。另一方面，当富含阳离子残基的CPP与含有许多疏水残基的PPI抑制肽连接时，两亲性（阳离子性/疏水性）增加，导致担心由于细胞膜损伤而导致毒性增加。因此，有效地将 PPI 抑制肽转运到细胞中而不显着增加毒性非常重要。在这项研究中，我们重点关注螺旋-环-螺旋（HLH）作为结构基序，并开发了一种载体肽，通过根据细胞内和细胞外环境改变其结构，能够实现 PPI 抑制肽的有效细胞内运输。交货方式。作为 PPI 抑制的靶点，我们设计并合成了一种结合 PPI 抑制结构域和细胞膜渗透结构域的肽，靶向维生素 D 受体 (VDR)。据报道，SRC2-3可与VDR结合并抑制转录激活，其被用作PPI抑制结构域，而目前发现的两亲性CPP被用作细胞膜通透结构域。使用AlphaFold2对这些肽进行CD谱测量和结构分析，并通过流式细胞术评估细胞膜通透性。

项目成果

両親媒性ステープルペプチドを利用した核酸の細胞内輸送

使用两亲性钉合肽进行核酸的细胞内递送

• 发表时间: 2023
• 作者: 平野 元春

両親媒性ステープルペプチドによるpDNA, mRNA, 及びsiRNAの効率的な細胞内輸送

通过两亲性钉合肽在细胞内有效转运 pDNA、mRNA 和 siRNA

• 发表时间: 2023
• 作者: 平野 元春