新しい数値指標『siRMSD』で副作用を予測し、安全なsiRNA医薬の設計へ~化学修飾による分子の形の変化を数値化し、副作用(オフターゲット効果)の仕組みを解明~

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2025-09-17 東京科学大学

東京科学大学・東京大学・名古屋大学の研究チームは、siRNA医薬の副作用である「オフターゲット効果」を予測する新指標「siRMSD」を開発した。これは、化学修飾によるsiRNA分子の構造ゆがみを数値化するもので、分子シミュレーションによりAGO2タンパク質内での構造変化と副作用の強さが相関することを突き止めた。従来はmRNAとsiRNAの結合強度が副作用の要因とされてきたが、今回初めて「構造変化」が主要因であることを実証。これにより、安全かつ高精度なsiRNA医薬の設計が可能となり、核酸医薬開発に新しい設計原理を提供する。本成果は* Molecular Therapy – Nucleic Acids*に掲載。

新しい数値指標『siRMSD』で副作用を予測し、安全なsiRNA医薬の設計へ~化学修飾による分子の形の変化を数値化し、副作用(オフターゲット効果)の仕組みを解明~
図1.siRNAのRNA干渉とオフターゲット効果

<関連情報>

化学修飾による構造歪みを表すsiRMSDパラメータはsiRNAのオフターゲット効果を予測する An siRMSD parameter of structural distortion induced by chemical modification is predictive of the off-target effect of siRNA

Seongjin An ∙ Kohei Nomura ∙ Yoshiaki Kobayashi ∙ Yasuaki Kimura ∙ Hiroshi Abe ∙ Kumiko Ui-Tei
Molecular Therapy – Nucleic Acid  Published:September 16, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.omtn.2025.102693

Abstract

We developed siRMSD, a predictive parameter for off-target effects induced by chemical modifications, to optimize siRNA therapeutics. In RNA interference, small interfering RNA (siRNA) suppresses gene function by degrading mRNA with perfect sequence complementarity, providing therapeutic potential through the targeted inhibition of disease-related genes. However, off-target effects on unintended mRNAs pose a significant challenge to clinical application. While chemical modifications improve nuclease stability and reduce off-target effects, the underlying mechanisms remain unclear. Here, we show that structural distortions caused by chemical modifications determine off-target effects. Modifications, including 2′-O-methoxyethyl, 2′-O-methyl, and 2′-formamido, at positions 2–5 disrupted the A-form RNA duplex on argonaute 2, preventing stable binding to target mRNA. In contrast, modifications at positions 6–8 had minimal impact on off-target effect resulting from changes in thermodynamic stability.

有機化学・薬学
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