免疫系培養細胞を用いたセクリトーム解析による新規生物活性物質の網羅的探索

Research Project

Project/Area Number	22K11759
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research Institution	Gunma Paz University
Principal Investigator	高橋克典群馬パース大学, 医療技術学部, 准教授 (90597551)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	久保原禅順天堂大学, 大学院スポーツ健康科学研究科, 教授 (00221937) 菊地晴久慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (90302166) 木村鮎子群馬パース大学, 医療技術学部, 講師 (50553616)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	セクリトーム解析 / 合成化合物 / サイトカイン / IL-2 / 細胞性粘菌 / DIF誘導体 / 新規免疫制御剤
Outline of Research at the Start	本研究は、細胞性粘菌の柄細胞分化誘導因子DIF-1の化学構造をベースに人工合成した各種DIF誘導体の中から、新規免疫制御剤の候補を探索することを目的としている。まず、各種DIF誘導体を免疫系培養細胞に作用させて、培養上清中で増減する分泌蛋白をセクリトーム解析で特定する。増減が確認された分泌蛋白のうち臨床的意義が高いと考えられるものについて定量的に分析し、DIF誘導体の化学構造と薬理作用の相関関係を調べる。その結果をもとに、より安全で薬効の高い誘導体の構造を模索する。さらに作用メカニズム解析などを行い、最終的に候補となったDIF誘導体について動物実験で有効性・安全性などを確認する。
Outline of Annual Research Achievements	我々はこれまで、免疫系培養細胞に種々の合成化合物を添加した際に変化する培養上清中の分泌蛋白量をセクリトーム解析により網羅的に探索することを第一の目的として実験を進めてきた。その過程で、免疫細胞由来のサイトカイン産生に影響を与える可能性のある、いくつかの合成化合物を見出し新薬候補化合物と位置付けた。そこで、2023年度は、新薬候補化合物の化学構造をベースとしたアナログ化合物を多数合成し、それらの薬効について検討した。その結果、K562細胞（白血病細胞株）に対する抗腫瘍作用（IC50=17μM）を示す化合物を見出し、学術誌に報告した（Molecules,2024）。また我々は、先行研究においてグラム陽性菌に対して抗菌活性を示す数種の化合物を見出したことを報告しているが（Biomolecules, 2019）、その際にアルブミン共存下における抗菌効果の減弱が課題となっていた。そこで今回は、抗菌活性を有する化合物の側鎖改変などにより作成したアナログ化合物を準備し、アルブミン共存下における抗菌活性の検討を行った。その結果、アルブミン共存下でもある程度薬効を維持する化合物を見出した（論文作成中）。抗菌薬を血中投与した際、血液中のアルブミンと結合して薬効を失うケースがあるが、我々が見出したアナログ化合物は、血中でも薬効を発揮する可能性が示唆された。本年度は、これまでの研究で合成したアナログ化合物を中心にセクリトーム解析を実施し、サイトカインだけでなく、種々の分泌蛋白に対するアナログ化合物の影響を調べることで新薬候補化合物の探索に繋げたいと考える。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 本研究は、セクリトーム解析をベースとして実験のデザインを構築しているが、2023年度はセクリトーム解析に用いる質量分析装置の不具合により、メインの実験が行えない期間があった。そのため当初の予定よりやや研究スピードが遅れている。ただし、装置が使用できない期間も、関連実験を進めており、その成果を学術誌に投稿している。現在は、装置のトラブルも解消されたため、本年度は研究の進行スピードを上げて進めていきたいと考える。
Strategy for Future Research Activity	まず、これまで何らかの薬理作用が確認できている合成化合物の化学構造と薬効の相関関係から、より強力な薬理作用を有する化合物の構造を推定し、合成する。そして、新たに合成した化合物の薬理作用の増減や、細胞毒性を確認しながら新薬の候補を探索する。次に、新薬候補化合物に対し、セクリトーム解析を実施し、各種分泌蛋白発現への影響など、薬理作用以外の副次的な作用の確認を行う。さらに、細胞の種類を変えて同様の実験を行い、より安全で強力な薬理作用を有する化合物の探索に繋げていく。