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大腸がんリスク因子化合物コリバクチンの構造解明とその検出マーカーに関する研究

Research Project

Project/Area Number 18J02190
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemical biology
Research InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

平山 裕一郎  静岡県立大学, 薬学研究院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsコリバクチン / 大腸がん / 生合成 / 単離構造決定 / 蛍光プローブ
Outline of Annual Research Achievements

2006年に腸内細菌叢を構成する一群の大腸菌が強い変異原性を有していることが報告された。これらの大腸菌はclb クラスタ-と呼ばれる生合成遺伝子群をコードしている。これらの遺伝子の破壊株は変異原性を失うことから、このクラスターによって生合成される化合物が遺伝毒性物質であると推定し、コリバクチンと呼称している。このコリバクチン生産菌を炎症モデルマウスに投与すると大腸がんが惹起されることや、英国の調査にて健常者の20%に対し、大腸がん患者の67%からコリバクチン生産菌が検出されたことから、コリバクチンは大腸がん発症に深く関与すると考えられている。しかし、コリバクチンそのものは単離できておらず、その化学構造は未解明であった。そのことが詳細な発がんメカニズムの解明、予防法の確立を困難にしていた。そこで本研究では、コリバクチンの化学構造の解明と、化学分析法の樹立を目的として研究を行った。
前年度にコリバクチン生産株の特定を可能にする分子プローブやLAMP法といった検出法を確立し、ヒト大腸がん組織より分離したコリバクチン高生産株Escherichia coli-50を見出した。この株50を用い、コリバクチンの生産に関わる種々の培養条件の検討を行った結果、天然物としてのコリバクチンそれ自体の類縁体を分離するに至った。今年度に入り複数のグループが有機合成的な手法によってコリバクチンの化学構造は明らかにしたが、天然物の単離アプローチによって得られるコリバクチンは未だ例がない。本研究で見いださいたコリバクチン類縁体の化学構造を明らかにし、なぜコリバクチンは微量にしか生産されていないのか、あるいは活性の示さない分子へと自発的に変換されるメカニズムの一部を見出した。これらの研究成果からDNA損傷による大腸がん発がんメカニズムの解明に大きく貢献できたと考えている。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Genotyping of a gene cluster for production of colibactin and in vitro genotoxicity analysis of Escherichia coli strains obtained from the Japan Collection of Microorganisms2020

    • Author(s)
      Kawanishi Masanobu、Shimohara Chiaki、Oda Yoshimitsu、Hisatomi Yuuta、Tsunematsu Yuta、Sato Michio、Hirayama Yuichiro、Miyoshi Noriyuki、Iwashita Yuji、Yoshikawa Yuko、Sugimura Haruhiko、Mutoh Michihiro、Ishikawa Hideki、Wakabayashi Keiji、Yagi Takashi、Watanabe Kenji
    • Journal Title

      Genes and Environment

      Volume: 42 Issue: 1 Pages: 12-17

    • DOI

      10.1186/s41021-020-00149-z

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Activity-Based Probe for Screening of High-Colibactin Producers from Clinical Samples2019

    • Author(s)
      Hirayama Yuichiro、Tsunematsu Yuta、Yoshikawa Yuko、Tamafune Ryota、Matsuzaki Nobuo、Iwashita Yuji、Ohnishi Ippei、Tanioka Fumihiko、Sato Michio、Miyoshi Noriyuki、Mutoh Michihiro、Ishikawa Hideki、Sugimura Haruhiko、Wakabayashi Keiji、Watanabe Kenji
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 21 Issue: 12 Pages: 4490-4494

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b01345

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] <i>In vitro</i> genotoxicity analyses of colibactin-producing <i>E. coli</i> isolated from a Japanese colorectal cancer patient2019

    • Author(s)
      Kawanishi Masanobu、Hisatomi Yuuta、Oda Yoshimitsu、Shimohara Chiaki、Tsunematsu Yuta、Sato Michio、Hirayama Yuichiro、Miyoshi Noriyuki、Iwashita Yuji、Yoshikawa Yuko、Sugimura Haruhiko、Mutoh Michihiro、Ishikawa Hideki、Wakabayashi Keiji、Yagi Takashi、Watanabe Kenji
    • Journal Title

      The Journal of Toxicological Sciences

      Volume: 44 Issue: 12 Pages: 871-876

    • DOI

      10.2131/jts.44.871

    • NAID

      130007759775

    • ISSN
      0388-1350, 1880-3989
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 大腸菌が生合成する大腸がんリスク因子化合物コリバクチンの検出と構造解明2019

    • Author(s)
      平山 裕一郎、鈴木 七海、佐藤 道大、恒松 雄太、内山 菜穂子、合田 幸広、渡辺 賢二
    • Organizer
      第61回天然有機化合物討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸がんリスク因子物質コリバクチン関連化合物の特定2019

    • Author(s)
      平山 裕一郎, 玉舟 亮太, 恒松 雄太, 渡辺 賢二
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸がんリスク因子物質コリバクチン関連化合物の特定2019

    • Author(s)
      平山 裕一郎, 玉舟 亮太, 恒松 雄太, 渡辺 賢二
    • Organizer
      日本農芸化学会大会 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸がんリスク因子物質コリバクチンの生産菌検出に関する化学的研究2018

    • Author(s)
      平山裕一郎、恒松雄太、渡辺賢二
    • Organizer
      第25回日本がん予防学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 検出困難な遺伝毒性物質コリバクチンを見出すためのDNA付加体の解析2018

    • Author(s)
      平山 裕一郎,田島 悠也,恒松 雄太,三好 規之, 若林 敬二,渡辺 賢二
    • Organizer
      日本生薬学会第65回年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸がんリスク因子物質コリバクチンの生産菌検出に関する化学的研究2018

    • Author(s)
      平山 裕一郎, 玉舟 亮太, 松崎 信生, 恒松 雄太, 渡辺 賢二
    • Organizer
      第 22 回天然薬物の開発と応用シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Detection and identification of colibactin, an undetectable genotoxin inducing colorectal cancer.2018

    • Author(s)
      Yuichiro Hirayama, Kenji Watanabe
    • Organizer
      ICPAC Langkawi 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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