コロナウイルス制圧のための新規膜融合阻害ペプチドの創出と合理的な設計法の確立
Project/Area Number |
21K19366
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Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
児玉 栄一 東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (50271151)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大石 真也 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (80381739)
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Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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Keywords | SARS-CoV-2 / 創薬 / 膜融合 / ヘリックス / ペプチド |
Outline of Research at the Start |
新型コロナウイルスに代表される高い病原性・感染性をもつ感染症の拡大は、医療だけでなく経済、そして日常生活にまで影響を及ぼす。本研究ではウイルスタンパクのごくわずか(ペプチド)を治療に利用できるかを検討するとともに、耐性ウイルスを誘導し、この耐性機序を創薬に応用する。この治療概念からタンパク工学と創薬学の融合を加速させ、新たな学問領域の発展に貢献する挑戦的な研究である。
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Outline of Annual Research Achievements |
新型コロナウイルスは、細胞侵入に重要な役割を果たすスパイクタンパクのC末端側にS2サブユニットをもつ。本研究では我々が確立したS2サブユニットを標的としたペプチド設計法とin vitro 耐性誘導を組み合わせ、1)設計-2)評価-3)耐性ウイルス誘導-4)耐性機序の解明-5)耐性機序を利用し、より強力で薬剤耐性を生じにくい阻害剤を効果的にかつ短期間に開発することを目標とした。研究期間内にふたつの効率的な抗ウイルス活性の評価方法を確立した。ひとつは、非感染系かつハイスループットなELISA法であり、3時間以内にその評価を可能とする。本法は細胞等を利用しないため、培養中に起こりうる標的細胞に対する毒性やペプチドの分解などを考慮せず、ヒットペプチドを同定しうる。もうひとつは、標的細胞としてVero細胞と感染性ウイルスを用い、より簡便で迅速なMTT色素法を組み合わせた培養評価系である。これらを駆使し、ヘリックス構造に必須の51残基の両端からアミノ酸を欠失させたペプチドを約20合成し、ウイルス感染を抑制しうる重要な3か所のアミノ酸配列を同定することができた。ペプチド長を短くするためにこの3か所のうち2か所を有するペプチドを複数合成したが、一か所でも削除するとそのいずれでも活性が低下した。特にHR2領域中央にある部位は重要であり、アミノ酸置換で劇的に活性が低下した。これらのin vitroデータと構造予測AIであるAlphafold2を駆使し、効果発現と構造学的考察を加えて論文報告をした。本研究では、タンパク間相互作用解析、構造予測、感染実験を学理的に融合し、新型コロナウイルスをモデルとして抗ウイルス効果を有するペプチドを実際に同定することにより、迅速かつ安全に感染症治療ペプチド薬の開発を行う研究方針を確立できることを証明した。
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Report
(3 results)
Research Products
(33 results)
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[Journal Article] Carotid Intima Media Thickness and Risk Factor for Atherosclerosis: Tohoku Medical Megabank Community-Based Cohort Study2023
Author(s)
Masato Takase, Naoki Nakaya, Tomohiro Nakamura, Mana Kogure, Rieko Hatanaka, Kumi Nakaya, Ippei Chiba, Ikumi Kanno, Kotaro Nochioka, Naho Tsuchiya, Takumi Hirata, Yohei Hamanaka, Junichi Sugawara, Tomoko Kobayashi, Nobuo Fuse, Akira Uruno, Eiichi N Kodama, Shinichi Kuriyama, Ichiro Tsuji, Atsushi Hozawa
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Journal Title
Journal of Atherosclerosis and Thrombosis
Volume: 30
Issue: 10
Pages: 1471-1482
DOI
ISSN
1340-3478, 1880-3873
Year and Date
2023-10-01
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The Association of Lung Function and Carotid Intima-Media Thickness in a Japanese Population: The Tohoku Medical Megabank Community-Based Cohort Study2023
Author(s)
Masato Takase, Mitsuhiro Yamada, Tomohiro Nakamura, Naoki Nakaya, Mana Kogure, Rieko Hatanaka, Kumi Nakaya, Ikumi Kanno, Kotaro Nochioka, Naho Tsuchiya, Takumi Hirata, Yohei Hamanaka, Junichi Sugawara, Tomoko Kobayashi, Nobuo Fuse, Akira Uruno, Eiichi N Kodama, Shinichi Kuriyama, Ichiro Tsuji, Atsushi Hozawa
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Journal Title
Journal of Atherosclerosis and Thrombosis
Volume: 30
Issue: 8
Pages: 1022-1044
DOI
ISSN
1340-3478, 1880-3873
Year and Date
2023-08-01
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Circulating Extracellular Vesicle Levels in Patients with Coronavirus Disease 2019 Coagulopathy: A Prospective Cohort Study2023
Author(s)
Yudai Iwasaki, Yusuke Takei, Mitsuhiro Yamada, Shigekazu Sugino, Koji Saito, Tetsuji Aoyagi, Kengo Oshima, Hajime Kanamori, Hiroaki Baba, Kentarou Takei, Koichi Tokuda, Eichi N. Kodama, Tetsuro Kamo, Tadashi Kamio, Takehiko Kasai, Satoru Ogawa, Masanori Yamauchi.
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Journal Title
Journal of Clinical Medicine
Volume: 12
Issue: 10
Pages: 3460-3460
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Nasopharyngeal SARS-CoV-2 is not dispersed by high-flow nasal cannula.2023
Author(s)
Tetsuya Suzuki, Shinichiro Morioka, Kei Yamamoto, Sho Saito, Shun Iida, Katsuji Teruya, Jin Takasaki, Masayuki Hojo, Kayoko Hayakawa, Satoshi Kutsuna, Sho Miyamoto, Seiya Ozono, Tadaki Suzuki, Eiichi N Kodama, Norio Ohmagari.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 13
Issue: 1
Pages: 2669-2669
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Factors associated with prolonged psychological distress among nurses and physicians engaged in COVID-19 patient care in hospitals in Singapore and Japan.2022
Author(s)
Shinichiro Morioka, Ban Hock Tan, Hiroe Kikuchi, Yusuke Asai, Tetsuya Suzuki, Shinobu Ashida, Satoshi Kutsuna, Sho Saito, Kayoko Hayakawa, Thuan Tong Tan, Eiichi Kodama, Norio Ohmagari.
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Journal Title
Frontiers in Psychiatry
Volume: 13
Pages: 781796-781796
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Serine hydroxymethyltransferase as a potent target of antibacterial agents acting synergistically with one-carbon metabolism-related inhibitors.2022
Author(s)
Yuko Makino, Chihiro Oe, Kazuya Iwama, Satoshi Suzuki, Akie Nishiyama, Kazuya Hasegawa, Haruka Okuda, Kazushige Hirata, Mariko Ueno, Kumi Kawaji, Mina Sasano, Emiko Usui, Toshiaki Hosaka, Yukako Yabuki, Mikako Shirouzu, Makoto Katsumi, Kazutaka Murayama, Hironori Hayashi, Eiichi N. Kodama.
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Journal Title
Communications Biology
Volume: 5
Issue: 1
Pages: 619-619
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 麻疹ウイルス膜融合阻害ペプチドの構造最適化研究2022
Author(s)
山口夕貴, 髙原葵, 青木啓輔, 中津亨, 平田和成, 鈴木聡志, 林宏典, 河治久実, 井貫晋輔, 大野浩章, 加藤博章, 村山和隆, 児玉栄一, 大石真也
Organizer
第39回メディシナルケミストリーシンポジウム
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