目次
◇第1章 基礎研究：構造と免疫機構◇
第1節 創薬技術としてのヘテロ2本鎖核酸
1．従来の核酸医薬の現状と問題点
2．第3の核酸医薬・ヘテロ2本鎖核酸
3．ヘテロ2本鎖核酸の作用機序
4．中枢神経系を制御するヘテロ2本鎖核酸開発
5．マイクロRNA(miRNA)制御型ヘテロ核酸の開発
6．DNA/DNA型ヘテロ核酸
7．拡大するヘテロ核酸
第2節 RNAアイソフォームから考えるロングリードシーケンサーの活用
1．生命現象の解明におけるRNAアイソフォームの重要性
1.1 選択的転写開始（Alternative Transcription Initiation: ATI）
1.2 選択的スプライシング（Alternative Splicing: AS）
1.3 選択的ポリアデニル化（Alternative Polyadenylation: APA）
2．多型や変異がRNAアイソフォームに及ぼす影響
2.1 バリアントが転写開始に及ぼす影響
2.2 バリアントがスプライシングに及ぼす影響
2.3 バリアントがポリアデニル化に及ぼす影響
3．RNAアイソフォーム情報の応用
3.1 バイオマーカー
3.2 新たな創薬の対象
3.3 AIによる予測・診断ツールの開発
4．ショートリードシーケンサーによるRNA-seqの限界
5．ロングリードシーケンサーによる全長RNA-seq
5.1 PacBioシーケンサー
5.2 ナノポアシーケンサー
5.3 全長RNA-seqの課題
第3節 RNAシーケンスを用いた遺伝子欠損の発見
1．遺伝学的診断
2．RNAシーケンスの方法論
3．RNAシーケンスの対象
4．RNAシーケンスで解析できる異常
4.1 遺伝子発現異常の検出
4.2 スプライシング異常の検出
4.3 モノアレル発現およびアレル不均衡の検出
5．WGS解析との組み合わせによる原因解明
第4節 リプログラミングと細胞分化の過程におけるmRNAの活用
1．様々な細胞へと分化可能なiPS細胞
2．リプログラミングを制御する調整因子とそのモダリティ
3．細胞分化を制御する調整因子とそのモダリティ
4．mRNA医薬品の台頭
5．細胞のリプログラミングにおけるmRNAの応用
6．細胞分化におけるmRNAの応用
7．事業開発パートナー、エリクサジェン・サイエンティフィック社におけるmRNAを活用した創薬支援
第5節 mRNAスプライシング調節化合物
1．スプライソスタチンA
2．プラジエノライド
3．ハーボキシジエン
4．スプライシング阻害剤とスプライソソームとの結合様式
5．イソギンクゲチン
6．TG003
7．クロロヘキシジン
8．スプライシング阻害による細胞機能の変化
8.1 スプライシング阻害と細胞周期停止
8.2 スプライシング阻害と翻訳抑制
第6節 RNAの立体構造と計算化学
1．RNAの立体構造
1.1 RNAの構造の重要性
1.2 RNAの構造の基礎
1.3 様々なRNAの立体構造
2．RNAに対する計算化学
2.1 分子動力学計算を用いたRNAの立体構造解析
2.2 フラグメント分子軌道計算を用いたRNAの分子内相互作用の解析
2.3 計算化学を用いたRNAの立体構造解析に基づく新規RNAの分子設計
第7節 1細胞レベルでの多種多様かつ偏りのないRNAの発現解析の実現
1．既存の1細胞RNAシーケンス（シングルセルRNA-seq）法とその課題
2．“1細胞完全長トータルRNAシーケンス法（RamDA-seqR）”
2.1 特徴
2.2 計測原理
2.3 解析事例
第8節 mRNA可視化プローブの理論
1．プローブデザインの戦略
2．固定細胞におけるRNA標識・可視化法
3．生細胞内のRNA可視化プローブ設計の戦略
4．オリゴ核酸を用いた生細胞内RNAの可視化標識法
4.1 モレキュラービーコン法
4.2 アプタマーを用いた生細胞内RNA標識
5．タンパク質プローブを用いた生細胞内RNAの可視化標識法
5.1 MS2法
5.2 Casタンパク質を用いた標識法
5.3 mPUM法
第9節 独自開発AIによる論文の網羅的・客観的な解析と評価
1．自然言語AIによる論文検索
2．自然言語AIの活用事例
3．論文探索における自然言語AIの活用
4．仮説生成における自然言語AIの有用性
4.1「創薬環境の変化」
4.2「時間的制約」
4.3「情報量の急増」
4.4「研究者の特性」
第10節 エクソン接合部複合体を軸としたmRNA成熟機構の分子生物学的・分子病態学的解析の実際
1．エクソン接合部複合体
2．エクソン接合部複合体と神経原生疾患
3．エクソン接合部複合体とがん
4．エクソン接合部複合体と動脈硬化症
第11節 アンチセンス転写物を標的としたセンスオリゴヌクレオチドの核酸医薬創薬への活用
1．AS転写物について
1.1 AS転写物の構造
1.2 mRNA?AS転写物間の相互作用とmRNAの安定性
2．AS転写物を標的とした遺伝子の発現制御技術（NATRE技術）
2.1 センスオリゴヌクレオチドを用いた、AS転写物を標的とした遺伝子の発現制御
2.2 センスオリゴヌクレオチドの設計について
2.3 他方式の核酸医薬との比較
3．ラット肝不全敗血症モデルへNATRE技術の応用とiNOSセンスオリゴヌクレオチドの開発
3.1 iNOSセンスオリゴヌクレオチドによるラット初代培養肝培養細胞におけるiNOS mRNAの発現制御
3.2 肝不全敗血症ラットモデルへのiNOSセンスオリゴヌクレオチドSO1の効果検討
4．展望
第12節 リポソームによる体内・細胞内動態の制御について
1．リポプレックスによる核酸分子の細胞内導入
2．リポプレックスによるin vivo遺伝子導入とイオン化脂質によるLNPの肝臓標的化
3．LNPによるmRAN送達とワクチン開発への応用
4．EPR効果を介した血中滞留性リポソームによる腫瘍への薬物送達
5．がん組織への核酸送達の課題：PEGのジレンマ
6．PEGのジレンマ解決戦略
6.1 細胞内取込み向上
6.2 エンドソーム脱出促進
第13節 タンパク質をモジュールとするmRNA翻訳制御システムの構築
1．基本的な構成モジュールとなるタンパク質
1.1 制御対象のmRNAに直接結合する
1.2 制御対象のmRNAの分解を促進する
1.3 制御対象のmRNAの翻訳を活性化する
1.4 他のタンパク質モジュールの分解を促進する
1.5 他のタンパク質モジュールを切断する
1.6 複数のタンパク質モジュールを一つのmRNAから個別のタンパク質として発現させる
1.7 他のタンパク質モジュールを互いに結合させる
2．翻訳制御のタイプ
2.1 外部からの刺激による人為的な翻訳制御
2.2 生体・細胞内環境に応じた自律的な制御
3．RNAモチーフとタンパク質モジュールの改善法
3.1 RNAモチーフの改善
3.2 タンパク質モジュールの改善
4．翻訳制御システム設計にあたっての注意点や今後の課題
14節 mRNAを製造するための原料： 細胞内環境応答性脂質ナノ粒子によるDDS効果の向上
1．細胞内環境応答性を有するpH感受性脂質の開発
1.1 第三級アミン（pH感受性ユニット）を有する脂質材料の開発
1.2 エステル結合を有する脂質材料の開発
1.2 ジスルフィド結合を有するpH感受性脂質
2．現在のmRNA-LNP研究とその課題
2.1 pH感受性脂質の開発
2.2 ヘルパー脂質の探索
2.3 コレステロールの改変
2.4 ステロイド系抗炎症薬の脂質誘導体の導入
15節 真核生物mRNA合成酵素RNAポリメラーゼ ? (Pol ?)
1．mRNA生合成過程
2．mRNA生合成酵素RNAポリメラーゼIIの構造
3．CTDの特徴と機能
4．Pol IIによる転写サイクル
4.1 転写開始
4.2 転写伸長
4.3 転写終結
5．CTDリン酸化サイクル
6．転写と共役したmRNA成熟過程
16節 mRNA精製用のバッファ＆カラム
1．mRNAのためのHPLC
2．mRNAのHPLC精製に最適なバッファー
3．本研究で取り上げたHPLC精製用カラム＆バッファー
17節 機械哺乳動物細胞におけるmRNA分解機構
1．細胞質mRNA分解の概略
2．RNAの安定性を規定するRNA側因子
2.1 “ 5‘CAP構造 ”
2.2 ポリA長
2.3 RNA修飾
2.4 コドン最適性
2.5 環状化RNA
2.6 RNA高次構造
3．RNAの安定性を規定する分子
3.1 RNA結合タンパク質
3.2 miRNA
4．外来RNAの認識とRNA分解
18節 リボソームの機能不全と細胞内での検出
1．細胞では常に翻訳装置により大規模な品質管理が行われている
2．リボソームの品質管理 NRD
3．18S NRDとno-go mRNA decayの相似点
4．細胞は18S NRDとno-go mRNA decayを厳密に識別する
5．25S NRDとメカニズム
◇第2章 たんぱく質の遺伝子情報の設計時における課題と解決策◇
1節 核酸分子としてのmRNAの設計と開発
1．直鎖状構造と環状構造
2．人工環状mRNAの翻訳
3．環状RNAの化学合成方法
2節 翻訳停滞の解消と異常タンパク質蓄積回避のためのトランストランスレーション
1．tmRNAによるトランストランスレーション
1.1 tmRNA
1.2 トランストランスレーション
1.3 tmRNAの二次構造
1.4 トランストランスレーションの分子メカニズム
1.5 トランストランスレーション産物の分解
1.6 トランストランスレーションによるノンストップmRNAの分解
1.7 トランストランスレーションの標的
1.8 トランストランスレーションの生理機能
2．他の翻訳停滞解消（リボソームレスキュー）機構
2.1 ペプチド鎖解離因子依存性翻訳停滞解消因子
2.2 ArfB（YaeJ）
2.3 リボソームのサブユニット解離を介した翻訳停滞解消システム
3節 網羅的発現解析（RNA-seq）とタンパク質の因果性
1．光電変換色素薄膜型人工網膜
2．光電変換色素NK-5962の網膜神経保護効果
3．一般薬ルミンの主成分NK-4の網膜神経保護効果
4．RNA-seqとトランスクリプトーム解析
5．RNA-seqの解析ツールと解析の実際
5.1 サンプルからのRNA調製
5.2 標準的RNA-seq法
5.3 RNA-seqで得られたsequence readsの解析法 (各遺伝子の標準化された発現量の取得)
5.4 Differentially expressed genes (DEGs) リストの取得
5.5 トランスクリプトーム解析
5.6 遺伝子の注釈情報 (gene annotation) データベース
5.7 エンリッチメント解析
5.8 Meta-analysisツール
5.9 ネットワーク解析
◇第3章 今後の創薬への活用：感染症ワクチン◇
1節 新型コロナウイルスの増殖機構・病原性発現機構
1．新型コロナウイルスとは
2．ウイルス変異株の出現
3．細胞レベルのウイルス増殖
3.1 Sタンパク質
3.2 ウイルスの細胞への吸着
3.3 ウイルスの細胞への侵入
3.4 細胞内での増殖
4．個体レベルのウイルス増殖・病原性発現機構
4.1 呼吸器障害
4.2 呼吸器以外の病気
5．分子レベルで考えるウイルスの不活化
5.1 消毒剤によるウイルス不活化
5.2 抗体の結合による不活化 「中和」
2節 mRNAワクチン接種後に起きたと思われる急性心筋の観測
1．作用機序
2．発症頻度
3．発症時期
4．心筋炎の程度
5．心筋炎の病理
6．診断
7．治療
8．症例
3節 極低温・厳格な温度管理によるコールドチェーンの ワクチン輸送・確保
1．新型コロナワクチンの搬送及び保管で必要な管理体制
2．ツインバード社可搬型冷凍冷蔵庫の特長
4節 酸化ストレスから見るmRNAワクチン副反応のメカニズムと対策
1．酸化ストレスと炎症の基礎
2．脂質ナノ粒子
3．偽ウリジン修飾
4．スパイクタンパク質
5．mRNAワクチン副反応に対する一般的な治療
6．抗酸化配合剤を用いた治療
5節 抗インフルエンザウイルス薬のmRNA合成開始の阻害
1．インフルエンザウイルスのmRNA合成メカニズムと薬剤標的分子
1.1 インフルエンザウイルス特有のmRNA合成メカニズム
1.2 薬剤標的としてのキャップ依存性エンドヌクレアーゼ
2．創薬研究：インフルエンザウイルスのmRNA合成開始を阻害する化合物の探索
2.1 インフルエンザウイルスのmRNA合成モデルの構築
2.2 CEN阻害剤の探索研究
3．非臨床及び臨床成績
3.1 in vitro 抗ウイルス活性
3.2 動物モデルでの薬効
3.3 臨床試験成績
◇第4章 今後の創薬への活用：遺伝性疾患治療◇
1節 RNAを制御するモダリティの開発動向
1．基本的性質と作用機序
2．細胞内移行
3．修飾核酸
4．アンチセンス医薬の実用化例
4.1 RNA分解型アンチセンス
4.2 スプライシング制御型アンチセンス
5．siRNA医薬の実用化例
5.1 siRNA搭載脂質ナノ粒子製剤
5.2 siRNA-GalNAcコンジュゲート製剤
2節 遺伝子発現の基本性質から遺伝性疾患・治療方法まで
1．DNAとRNA
2．遺伝子変異と疾患
3. 遺伝性疾患の治療
(酵素補充療法／遺伝子治療／分子シャペロン療法／核酸医薬／スプライシング制御薬)
3節 スプライシング制御の重要性と疾患治療ターゲットとしての展望
1．遺伝子とスプライシング
1.1 スプライシングの果たす役割
1.2 スプライシングの分子機構
2．遺伝子変異とスプライシング異常
2.1 遺伝子変異により起こる異常スプライシングパターン
2.2 スプライシング異常を来たし得る遺伝子異常
2.3 スプライシング異常の検出方法
3．スプライシングをターゲットとした遺伝性疾患治療
3.1 Alport症候群におけるエクソンスキッピング療法の開発
4節 mRNA転写・プロセシング・核外輸送・品質管理における相互連携の重要性
1．mRNAプロセシングと核外輸送の共役
1.1 キャッピングと核外輸送の共役
1.2 スプライシングと核外輸送の共役
1.3 “3′末端プロセシング”と核外輸送の共役
2．様々な核外輸送経路
2.1 CRM1によるmRNA輸送
2.2 イントロンレスmRNAの輸送
3．スプライシングをうけていないmRNAの核内保持機構
5節 RNAの局在化から考える翻訳制御：シナプス局所におけるRNA顆粒
1．RNA顆粒の形成とmRNAの取り込み
1.1 液-液相分離によるRNA顆粒の形成
1.2 RNA顆粒へのmRNAの取り込み
2．RNA顆粒による局所的翻訳制御
3．局所的翻訳による長期記憶形成
4．神経変性疾患原因因子FUS, TDP-43によるRNA顆粒の異常
6節 遺伝子発現制御機構 (分子の分解メカニズム・遺伝子発現コントロール)
1. 遺伝子発現によるポリA鎖の重要性
1.1 ポリA鎖はmRNAの安定性を制御する
1.2 ポリA鎖はmRNAの翻訳活性を制御する
2. 配列依存的なmRNA分解経路
3. 細胞質ポリA鎖伸長
7節 エキソン／イントロン認識と選択的スプライシング制御機構
1．エキソン/イントロンの配列特徴
2．スプライソソーム
3．エキソン認識複合体とイントロン認識複合体
4．SRタンパク質とhnRNPタンパク質によるエキソン/イントロン認識制御
5.発生段階・組織特異的RNA結合タンパク質によるエキソン/イントロン認識制御
6.RNA-RNA塩基対形成によるエキソン/イントロン認識制御
7.クロマチン修飾によるエキソン/イントロン認識制御
◇第5章 今後の創薬への活用：再生治療 ◇
1節 スマートmRNA医薬によるin vivo direct programming
1．再生医療の状況・展望
2．in vivo direct programmingにおける課題
3．当社が保有するRNAスイッチ技術
4．RNAスイッチの活用事例
5．RNAスイッチの提供する価値
2節 ヒト幹細胞培養上清におけるエクソソームを含む 細胞外小胞の機能と精製・評価法について
1．細胞外小胞・エクソソームとは
2．エクソソームの分離精製法
2.1 超遠心法・密度勾配遠心法
2.2 サイズ排除法
2.3 ポリマーを用いた沈降法
2.4 免疫沈降法
2.5 分離精製法の進歩
3．エクソソームの検出法・評価法
3.1 物理的分析
3.2 化学・生化学的分析
4．エクソソームの機能
4.1 悪玉エクソソーム
4.2 善玉エクソソーム
5．エクソソームの有効活用と応用事例
5.1 培養上清とエクソソーム
5.2 臨床・診断への応用
5.3 Drug Delivery System （DDS）としてのエクソソーム
6．エクソソームの課題と未来
3節 幹細胞代謝物に含まれるmRNA/miRNAによる多様な機能について
4節 mRNA非翻訳領域による無細胞タンパク質合成系での翻訳効率向上
1．“3’UTR配列”による翻訳効率の向上
2．ゲノムワイド解析による5’UTR配列の単離と翻訳効率の向上
3．二次構造予測による全長mRNAの環化による翻訳効率の向上
5節 疾患治療におけるエピゲノムの可能性：
再生医療を見据えたiPS細胞研究の新たなパラダイム
1．高機能還元性イオン水S-100?について
2．皮膚角化細胞におけるセラミド合成機序とセラミドの皮膚保護作用
2.1 セラミドの生合成
2.2 皮膚におけるセラミド産生と保護機能
3．高機能還元性イオン水S-100?のセラミド合成に与える影響
3.1 セラミド合成に関わる酵素遺伝子の発現調節
3.2 セラミド合成に関わる酵素タンパク質の発現調節
3.3 角化細胞中のセラミドの検出
6節 疾患治療におけるエピゲノムの可能性：
再生医療を見据えたiPS細胞研究の新たなパラダイム
1．再生医療におけるiPS細胞
2．ゲノム編集と再生医療：他家移植のためのiPS細胞作製
3．iPS細胞のエピゲノム
4．iPS細胞樹立における遺伝子導入法の違いとエピゲノムパターン形成
5．iPS細胞とES細胞のエピゲノムパターンの違い
6．機械学習を用いたiPS細胞の細胞判別
◇第6章 知財戦略◇
1節 世界全体の特許動向・特許調査の実務・特許審査の傾向
世界全体の特許動向・特許調査の実務・特許審査の傾向
1．世界全体の特許動向
1.1 特許出願に関する動向
1.2 登録特許の世界情勢
2．特許調査の実務
2.1 サーチツール
2.2 有効成分（化学物質）
2.3 医薬用途
3．特許審査の傾向
3.1 特許審査
3.2 特許・実用新案 審査ハンドブック
3.3 特許審査の考え方
4．mRNA医薬品の登録特許の事例
5．RNA医薬品の特許戦略の視点
5-1 世界全体の特許動向
5-2 特許調査の実務
5-3 特許審査の傾向
5-4 登録特許の事例
2節 mRNA医薬品の品質・非臨床安全性評価の考え方
～LNP-mRNAワクチンの事例を踏まえて～
1．mRNA医薬品の特性と品質管理
1.1 mRNA医薬品の製造方法と品質特性
1.2 mRNA医薬品の確認試験
1.3 mRNA医薬品の純度試験
1.4 生物活性
1.5 製剤試験
2．非臨床試験
2.1 生体内分布
2.2 mRNA医薬品の非臨床安全性試験
3節 mRNAの特許侵害対策
1.mRNA技術・mRNA医薬について
2.mRNA技術の知財戦略概論
3.mRNAの知財戦略とレギュレーション・標準
4.mRNA技術の特許侵害について
