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Development of antiviral agents against herpes simplex virus from medicinal plants based on the control of aciclovir phosphorylation enzyme

Research Project

Project/Area Number 20K07109
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47050:Environmental and natural pharmaceutical resources-related
Research InstitutionKyoto Pharmaceutical University

Principal Investigator

Nakamura Seikou  京都薬科大学, 薬学部, 准教授 (20411035)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小川 慶子  立命館大学, 薬学部, 助教 (20844278)
中嶋 聡一  近畿大学, 薬学総合研究所, 研究員 (50724639)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords抗単純ヘルペスウイルス / アシクロビル / 機械学習 / 活性判別モデル / 副作用軽減 / トリテルペン配糖体 / ginsenoside / piperine / アシクロビルリン酸化酵素 / トリテルペン / piperine 誘導体 / 相乗効果 / チミジンキナーゼ / 構造的特性 / クマリン / スピロオキシインドール / チオピラノン誘導体 / 構造活性相関 / 単純ヘルペスウイルス / 抗ウイルス薬 / 天然由来化合物
Outline of Research at the Start

脳炎、角膜炎など様々な疾患を引き起こす単純ヘルペスウイルス(HSV)感染症の治療薬として核酸誘導体のアシクロビルは有用である。しかし、腎機能障害などの疾患を持っている場合、精神神経症状など重篤な副作用が発現することがある。本問題を解決するために、アシクロビルとの併用によりその効果を増強させる抗HSV薬の開発が必要となる。本研究では、①薬用植物・食品成分探索、誘導体合成、②アシクロビルとの併用による抗HSV活性試験、作用機序解析、③データ解析や機械学習などによるケモインフォマティクス研究を協奏的に実施し、アシクロビルリン酸化酵素制御に基づくアシクロビルとの併用による抗HSV薬の開発を目的とする。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to develop compounds that enhance the anti herpes simplex virus (HSV) effects of acyclovir by controlling phosphorylation enzyme of acyclovir, etc., through a combination of isolation of active constituents from natural plants, synthesis of active compounds, and chemoinformatics studies. We have successfully developed a predictive model for anti-HSV-1 activity of triterpenes. Some triterpene glycosides showed the effects in enhancing the anti-HSV-1 activity of acyclovir in combination with acyclovir. In addition, piperine isolated from Piper nigrum belonging to the genus Piper and piperine derivatives with an amide moiety increased the number of plaques, suggesting that they activate HSV-1.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究において、トリテルペン類の抗単純ヘルペスウイルス(HSV)活性の判別モデルを作成するとともに、トリテルペン配糖体がアシクロビルとの併用により、アシクロビルの抗単純ヘルペスウイルス(抗HSV-1)作用を増強させる効果があることを見出した。さらに、コショウなどのコショウ属植物に含有する辛味成分piperineがHSV-1を活性化させる可能性があることを見出した。本研究成果は、アシクロビルの副作用軽減薬の開発に貢献でき、社会的な意義があると同時に学術的にも意義がある。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 3 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Antiproliferative activities of diterpenes from leaves of Isodon trichocarpus against cancer stem cells2023

    • Author(s)
      Seikou Nakamura, Sachiko Sugimoto, Taichi Yoneda, Akari Shinozaki, Moe Yoshiji, Takahiro Matsumoto, Souichi Nakashima, and Hisashi Matsuda
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 71

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    • Author(s)
      Kouta Ugawa, Momona Nakao, Chikako Sawada, Takahiro Matsumoto, Takahiro Kitagawa, Yutaro Ohki, Kousuke Araki, and Seikou Nakamura
    • Journal Title

      HETEROCYCLES

      Volume: 106 Issue: 4 Pages: 725-725

    • DOI

      10.3987/com-23-14816

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of piperine, a component of pepper (Piper nigrum), on herpes simplex virus type-1 in Vero cells2022

    • Author(s)
      Seikou Nakamura, Tomoyo Namura and Yuka Nishimura
    • Journal Title

      Journal of Asian Association of Schools of Pharmacy

      Volume: 11 Pages: 1-5

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  • [Journal Article] Chemical structures of phenylbutanoids from rhizomes of Zingiber cassumunar2022

    • Author(s)
      Nakamura Seikou、Iwami Junko、Pongpiriyadacha Yutana、Nakashima Souichi、Matsuda Hisashi、Yoshikawa Masayuki
    • Journal Title

      Natural Product Communications

      Volume: 17 Issue: 2 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1177/1934578x221077823

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Construction of sulfur-containing compounds with anti-cancer stem cell activity using thioacrolein derived from garlic based on nature-inspired scaffolds2022

    • Author(s)
      Yoneda Taichi、Kojima Naoto、Matsumoto Takahiro、Imahori Daisuke、Ohta Tomoe、Yoshida Tatsusada、Watanabe Tetsushi、Matsuda Hisashi、Nakamura Seikou
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 20 Issue: 1 Pages: 196-207

    • DOI

      10.1039/d1ob01992a

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  • [Journal Article] Effective search of triterpenes with anti-HSV-1 activity using a classification model by logistic regression2021

    • Author(s)
      Ogawa Keiko、Nakamura Seikou、Oguri Haruka、Ryu Kaori、Yoneda Taichi、Hosoki Rumiko
    • Journal Title

      Frontiers in Chemistry

      Volume: 9 Pages: 763794-763794

    • DOI

      10.3389/fchem.2021.763794

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  • [Journal Article] Synthesis of 1-methoxy-1H-indoles with a heterocyclic moiety via unstable indole isothiocyanate by using enzyme from Brassicaceae plant.2021

    • Author(s)
      Kaori Ryu, Seikou Nakamura, Koya Miyagawa, Souichi Nakashima, Hisashi Matsuda
    • Journal Title

      Heterocycles

      Volume: 103 Issue: 1 Pages: 416-416

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)28

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  • [Journal Article] Detection of new 3,4-dimethylpyrrole derivatives upon the incubation of exogenous amines with extract of onion (Allium cepa) and crude alliinase from garlic (A. sativum)2021

    • Author(s)
      Yoneda Taichi、Nakamura Seikou、Okui Shogo、Okazaki Sayaka、Nakashima Souichi、Matsuda Hisashi
    • Journal Title

      HETEROCYCLES

      Volume: 102 Issue: 11 Pages: 2168-2168

    • DOI

      10.3987/com-21-14541

    • NAID

      40022747560

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  • [Journal Article] One-pot enantioselective synthesis of (S)-spirobrassinin and non-natural (S)-methylspirobrassinin from amino acids using a turnip enzyme2021

    • Author(s)
      Ryu Kaori、Nakamura Seikou、Nakashima Souichi、Matsuda Hisashi
    • Journal Title

      Journal of Natural Medicines

      Volume: 75 Issue: 2 Pages: 308-318

    • DOI

      10.1007/s11418-020-01468-9

    • NAID

      40022508930

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  • [Journal Article] Asymmetric Nitrogen-Containing Dimer from Aerial Parts of <i>Mercurialis leiocarpa</i> and Its Synthesis by Mimicking Generation Process through Radical Intermediates2020

    • Author(s)
      Kondo Yuto、Nakamura Seikou、Ino Sayaka、Yamashita Haruka、Nakashima Souichi、Yamashita Masayuki、Matsuda Hisashi
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 68 Issue: 6 Pages: 520-525

    • DOI

      10.1248/cpb.c20-00058

    • NAID

      130007850070

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Year and Date
      2020-06-01
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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structures of cyclic organosulfur compounds from garlic (Allium sativum L.) leaves2020

    • Author(s)
      Masashi Fukaya, Seikou Nakamura, Hitoshi Hayashida, Daisuke Noguchi, Souichi Nakashima, Taichi Yoneda, Hisashi Matsuda
    • Journal Title

      Frontiers

      Volume: - Pages: 00282-00282

    • DOI

      10.3389/fchem.2020.00282

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 薬用植物から得られる化学的に不安定な成分を使用した機能性化合物の開発研究2023

    • Author(s)
      中村誠宏
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
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  • [Presentation] コショウ(Piper nigrum)成分 piperine の Vero 細胞における単純ヘルペスウイルス1型への影響2023

    • Author(s)
      池田匠吾、苗村朋世、中村誠宏
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 薬用食品由来成分を利用した難治性疾患予防・治療薬の開発研究2022

    • Author(s)
      中村誠宏
    • Organizer
      日本生薬学会第68回年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ダンマラン型トリテルペン配糖体ギンセノシド類の抗単純ヘルペスウイルス活性と化学構造特性2022

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      西村侑桂、小川慶子、苗村朋世、小栗晴佳、中村 誠宏
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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  • [Presentation] 転移学習を用いたフラボノイドの抗単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)活性の予測と活性構造の探索2022

    • Author(s)
      阪本大樹、小川慶子、中村誠宏、細木るみこ
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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  • [Presentation] ネギ属植物ニラ、アサツキ、エシャロットを素材として用いた含硫黄成分の探索研究2022

    • Author(s)
      和田遼、米田太一、深谷匡、中嶋聡一、松田久司、中村誠宏
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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  • [Presentation] Synthesis of natural and non-natural type nitrogen-containing heterocycles by mimicking generation process of constituents from Mercurialis leiocarpa.2021

    • Author(s)
      Seikou Nakamura, Yuto Kondo, Junko Tsukioka, Souichi Nakashima, Hisashi Matsuda
    • Organizer
      The 6th AASP Pharmacy Education Forum 2021
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  • [Presentation] 染料植物ヤマアイ (Mercurialis leiocarpa) 含有成分の探索およびそれら成分の生成過程を模倣した非対称ジピロールの合成研究2021

    • Author(s)
      中村誠宏,近藤悠斗,月岡淳子,中嶋聡一,松田久司.
    • Organizer
      第63回天然有機化合物討論会
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  • [Presentation] 染料植物ヤマアイ成分の生成過程を模倣した天然型および非天然型含窒素複素環化合物の合成研究2021

    • Author(s)
      中村誠宏,近藤悠斗,月岡淳子,中嶋聡一,松田久司: 染料植物ヤマアイ成分の生成過程を模倣した天然型および非天然型含窒素複素環化合物の合成研究
    • Organizer
      日本生薬学会 第 67 回年会
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  • [Presentation] アブラナ科植物ホソバタイセイ (Isatis tinctoria) 含有成分を用いた新規含窒素化合物の開発研究2021

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      角岡常成、中村誠宏、笠香織、濵本桜子、宮川晃也、中嶋聡一、松田久司
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      日本薬学会第141年会
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  • [Presentation] 天然型および非天然型ショウガ由来芳香族化合物の誘導体合成および生物活性評価2021

    • Author(s)
      辻田彩、中村誠宏、笠香織、松本朋子、中嶋聡一、松田久司
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      日本薬学会第141年会
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      山下遥加,松本朋子,中村誠宏,中嶋聡一,松田久司
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      日本薬学会第141年会
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  • [Presentation] アブラナ科植物の生合成経路を基盤とした天然型及び半天然型スピロオキシインドールの開発研究2021

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      笠香織、中村誠宏、角岡常成、濵本桜子、宮川晃也、中嶋聡一、松田久司
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  • [Presentation] ニンニク (大蒜、Allium sativum) の酵素反応を用いた機能性含硫黄化合物の合成および活性評価2020

    • Author(s)
      米田太一、中村誠宏、松本崇宏、 今堀大輔、中嶋聡一、渡辺 徹志、松田久司
    • Organizer
      第37回和漢医薬学会学術大会
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  • [Presentation] Half natural sulfur-containing compounds derived from medicinal plants2020

    • Author(s)
      Seikou Nakamura
    • Organizer
      1st AASP Young Scientist Conference
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] スパイス・ハーブの機能と応用2020

    • Author(s)
      中村誠宏(分担)、森川敏生(監修)
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781315218
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  • [Remarks] 京都薬科大学 学部教育・研究 教員/研究室・附属施設一覧 創薬科学系 - 生薬学分野

    • URL

      https://www.kyoto-phu.ac.jp/education_research/laboratory/detail.html?pdid=303

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      https://www.kyoto-phu.ac.jp/education_research/laboratory/detail.html?pdid=303

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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