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ALSの発症機構解明と治療に向けたSOD1-Derlin-1結合阻害化合物の探索

Research Project

Project/Area Number 13J10655
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field ケミカルバイオロジー
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

圓谷 奈保美  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
KeywordsALS / 化合物スクリーニング / タンパク質間相互作用 / SOD1 / Derlin-1
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、変異型SOD1とDerlin-1の結合を介した小胞体ストレスの誘導によるALS発症メカニズムに基づいてタンパク質間の相互作用を阻害する低分子化合物を見出し、ALS発症機構の解明に向けた研究の更なる発展と、ALS治療薬の開発に繋げることを目指している。これまでに、本学創薬機構が保有する約16万化合物に対する大規模スクリーニングの実施に成功し、19個の候補化合物を得た。中でも最も有望な1化合物に注目し、その市販の構造類似体についての結合阻害効果の検討を行い、引き続いて共同研究による化合物の合成展開を行い、より阻害効率や安定性が良く、細胞毒性が少ない化合物を得るために活性評価を行った。約70種類の新規化合物の創出を経て、細胞膜透過性をもち、細胞毒性が見られず顕著な活性を示す化合物を得ることに成功すると同時に、この構造類縁化合物が結合領域のみ同士のSOD1とDerlin-1の結合を阻害することが分かった。
当該年度は、細胞系において活性を示す化合物のALS病態改善効果の検討に向けて、モデルマウスへの投与実験の結果を得た。具体的には、発症前からマウス脳室内へ化合物を持続投与して経過観察し、運動能力テストにより発症時期と生存期間を評価した。結果としてSOD1-Derlin-1結合阻害化合物がALS病態を改善することが明らかとなり、化合物投与群マウスの脊髄中では運動神経細胞数の減少が抑制されていることも分かった。
また、上記化合物がSOD1のホモダイマー化や抗酸化活性、Derlin-1の複合体形成に与える影響を検討したところ、SOD1-Derlin-1結合の阻害が見られる条件下で、上記の現象には影響を及ぼさなかった一方で、SOD1-Derlin-1結合に対しては、これまで報告した122種類もの変異型SOD1とDerlin-1の結合をすべて阻害し、化合物の作用の選択性が示された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] A systematic immunoprecipitation approach reinforces the concept of common conformational alterations in amyotrophic lateral sclerosis-linked SOD1 mutants.2015

    • Author(s)
      Fujisawa T, Yamaguchi N, Kadowaki H, Tsukamoto T, Tsuburaya N, Tsubota A, Takahashi H, Naguro I, Takahashi Y, Goto J, Tsuji S, Nishitoh H, Homma K, Ichijo H
    • Journal Title

      Neurobiology of Disease

      Volume: 82 Pages: 478-486

    • DOI

      10.1016/j.nbd.2015.08.010

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] タンパク質間相互作用をターゲットとした阻害低分子化合物探索と創薬2014

    • Author(s)
      圓谷奈保美、本間謙吾、一條秀憲
    • Journal Title

      実験医学増刊「研究成果を薬につなげるアカデミア創薬の戦略と実例」

      Volume: 32(2) Pages: 293-298

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SOD1 as a molecular switch for initiating the homeostatic ER stress respouse under zinc deficiency.2013

    • Author(s)
      Homma, K., Fujisawa. T., Tsuburaya, N., Yamaguchi, N., Kadowaki, H., Takeda, K., Nishitoh, H., Matsuzawa, A., Naguro, I., and Ichijo, H.
    • Journal Title

      Molecular Cell

      Volume: 52 Issue: 1 Pages: 75-86

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2013.08.038

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Identification of chemical compounds inhibiting SOD1-Derlin-1 interaction for ALS treatment2015

    • Author(s)
      Naomi Tsuburaya, Kengo Homma, Hidenori Ichijo
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会第・88回日本生化学会大会 合同代会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Time-resolved fluorescence-based high-throughput screening assay for identification of chemical compounds that inhibit SOD1-Derlin-1 interaction2015

    • Author(s)
      Naomi Tsuburaya, Kengo Homma, Hidenori Ichijo
    • Organizer
      6th HTRF Symposium - Charting the course of Drug Discovery
    • Place of Presentation
      Cape Cod (USA)
    • Year and Date
      2015-09-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploration of SOD1-Derlin-1 interaction inhibitors to reveal the ALS pathogenesis2014

    • Author(s)
      Tsuburaya. N., Homma, K., Fujisawa, T., Ichijo, H.
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ALSの発症機構解明と治療に向けたSOD1-Derlin-1結合阻害化合物の探索2014

    • Author(s)
      圓谷奈保美、本間謙吾、藤澤貴央、一條秀憲
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ALSの発症機構解明と治療に向けたSOD1-Derlin-1結合阻害化合物の探索2014

    • Author(s)
      圓谷奈保美、本間謙吾、藤澤貴央、一條秀憲
    • Organizer
      第23回Cell Death学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-07-18 – 2014-07-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Time resolved fluorescence-based screening assay for identification of chemical compounds that inhibit the interaction between ALS-related SOD1mutants and Derlin-12013

    • Author(s)
      Tsuburava. N., Homma, K., Fujisawa, T., Ichijo, H.
    • Organizer
      RICT 2013-49 th International Conference on Medicimal Chemistry
    • Place of Presentation
      Nice (France)
    • Year and Date
      2013-07-04
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ALS関連変異型SOD1とDerlin-lの結合阻害化合物の獲得に向けたTR-FRETスクリーニング2013

    • Author(s)
      圓谷奈保美、本間謙吾、藤澤貴央、一條秀憲
    • Organizer
      第86回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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