中枢神経で高効率に作用する新規核酸医薬を開発~リポタンパク質利用型デリバリーにより脳・脊髄で高い効果を発揮~

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2025-12-23 東京科学大学

東京科学大学 核酸・ペプチド創薬治療研究センターの研究グループは、脳や脊髄で高い有効性と安全性を両立する新規核酸医薬「Chol-HDO[PMO]」を開発した。安全性に優れるPMOに、ヘテロ二本鎖核酸(HDO)構造とコレステロールを組み合わせることで、髄液中リポタンパク質を介した高効率な中枢神経デリバリーを実現した。マウス実験では、RNAスプライシングや翻訳を従来のASOより強力かつ長期間制御し、副作用や免疫反応も抑制された。塩基配列設計により多様な遺伝子を標的化でき、中枢神経疾患に対する幅広い創薬応用が期待される。成果はNature Communicationsに掲載された。

中枢神経で高効率に作用する新規核酸医薬を開発~リポタンパク質利用型デリバリーにより脳・脊髄で高い効果を発揮~
図1. 従来のASOとChol-HDO[PMO]の有効性の比較 (Created with BioRender.com)

<関連情報>

モルフォリノRNA二本鎖は、脳室内および脊髄腔内注射により、強力で持続的かつ安全な立体ブロックアンチセンス活性を示す Morpholino–RNA duplex exhibits robust, sustained, and safe steric-block antisense activity by intracerebroventricular and intrathecal injection

Mitsugu Yanagidaira,Tetsuya Nagata,Juri Hasegawa,Takashi Ishii,Satoe Ebihara,Makiko Nawa & Takanori Yokota
Nature Communications  Published:22 December 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-66765-x

Abstract

Intrathecal injection of steric-block antisense oligonucleotides (ASOs) provides therapeutic opportunities for targeting the central nervous system (CNS). Phosphorothioate backbone with 2′-O-methoxyethyl (MOE) is widely used in ASO drugs, with concerns about toxicity and potency. Phosphorodiamidate morpholino oligomer (PMO) is another chemistry with a favorable safety profile but less persistent effect due to its ineffective cellular uptake and poor binding affinity to serum proteins. Here, a cholesterol-conjugated PMO/RNA heteroduplex oligonucleotide (Chol-HDO[PMO]) outperformed conventional single-stranded ASOs, achieving up to a 16-fold increase in potency without detectable toxicity and maintaining stronger ASO activity throughout the observation period. Chol-HDO[PMO] showed enhanced antisense activity in both splice modulation and translation inhibition. Chol-HDO[PMO] successfully alleviated the CNS symptoms in a Duchenne muscular dystrophy mouse model. In contrast, Chol-HDO[MOE] failed to enhance tissue delivery or potency. The efficient tissue delivery relied on interactions with CSF lipoproteins, and binding affinity was determined by heteroduplex oligonucleotide chemistry. Collectively, Chol-HDO[PMO] may expand the therapeutic potential of steric-block ASOs targeting the CNS.

有機化学・薬学
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