| Project/Area Number |
22K15049
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
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| Research Institution | Showa Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
鎌田 祥太郎 昭和薬科大学, 薬学部, 助教 (10823932)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | PPAR / X線結晶構造解析 / FRET / NAFLD / NASH |
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| Outline of Research at the Start |
PPARはA/D/Gの3サブタイプから成り、それぞれが代謝全般を多彩に統括制御する。PPAR dual/panアゴニストが非アルコール性脂肪性肝疾患治療薬として開発され各国で治験中である。本研究ではPPAR dual/panアゴニストをはじめとする多数リガンドとの複合体構造を明らかにすることを目指す。さらに、受容体活性化に関わるCoactivatorとの会合能、転写活性化能、熱安定性変化の3指標を各PPARサブタイプ－各種PPARリガンドの評価に用い、動物実験における代謝性疾患治療効果の検証と併せ包括的に考察して、治療効果を最大限に高めつつ副作用を低減させたPPAR標的新薬の開発に貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
核内受容体型転写因子Peroxisome proliferator-activated receptor(PPAR)はα/δ/γの3サブタイプから成り、それぞれが代謝全般を多彩に統括制御する。そのうちPPARαを標的とするフィブラート系高脂血症薬とPPARγを標的とするチアゾリジンジオン系2型糖尿病治療薬が世界で繁用されており、そして現在3サブタイプの複数に作用するPPAR dual/panアゴニストが非アルコール性脂肪性肝疾患(nonalcoholic fatty liver disease:NAFLD)治療薬として開発され各国で治験中である。
これまでの2年間で、フィブラート系薬のBezafibrate, Fenofibric acid, Pemafibrate、そしてNAFLD治験薬のLanifibranor, Elafibranor, Seladelpar とPPARα/δ/γとの複合体構造を可能な限り取得してきた。すでにSaroglitazarについては報告しているため、ほとんどのNAFLD治験薬のPPARα/δ/γとの複合体構造を報告できたことになる。さらにTR-FRET法によるCoactivator結合能やTransactivation assay、熱安定性のデータをまとめて、それらの薬の活性の特徴を明らかにしてきた。NAFLD治験薬はPPAR選択性などの特性が異なることから、今後はどのサブタイプの組み合わせで活性化させるのが最もNAFLD治療効果が高まるのか検証して、治療効果を最大限に高めつつ副作用を低減させたPPAR標的新薬の開発に貢献する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度までに取得したLanifibranorとSeladelparのPPAR3サブタイプとの複合体と、ElafibranorのPPARαとの複合体構造をPDBに登録し、Coactivator結合能、Transactivation assay、熱安定性のデータを得て、Antioxidants誌に報告した。
また、これまではPGC1αとSRC1ペプチドを用いてCoactivator結合能を測定していたが、新たにCBPとTRAP220についてもデータ取得を行った。Bezafibrate, Fenofibric acid, Pemafibrate, Lanifibranor, Elafibranor, Seladelpar, Saroglitazar, Pioglitazoneで比較し、PPARサブタイプそしてリガンドによっては、Coactivatorの選択性が異なることを明らかにした。これについてはBiomedicines誌に報告した。
CoactivatorとCorepressorのPPAR結合状態を同時に測定するためのFRET条件についても検討を行い、アゴニストの添加によりCorepressorが乖離し、代わりにCoactivatorが結合することを同じ溶液内で測定可能となった。
NAFLD治療効果の比較では、C57BL/6Jマウスに超高脂肪(32%)/1.5%コレステロール/0.6%コール酸配合餌と1％シクロデキストリン含有水を与えてNASH様病態を作成した。その結果、脂肪変性・炎症・線維化を組織学的解析により観察することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
3年目の最後の年にあたるので、昨年度までに行ってきたTR-FRET法によるCoactivatorとCorepressorのPPAR結合状態の同時測定の実験をまとめる。今後は、2種のCoactivatorを添加した場合においても測定可能か調べ、競合することによってどのような変化があるのか調べる。PPARに限らず3種の結合状態を同時にTR-FRET法で検出する実験系はあまり報告がなく、他のタンパク質でも応用できる実験系であると期待される。
これまでの実験からPPARに対するCoactivator結合能選択性がPPARサブタイプそしてリガンドによって異なる場合があることがわかった。この結果がなぜ起こるのか、そしてこれによって発現する遺伝子が異なるのか、これまでの構造解析の結果や細胞を用いた実験により明らかにする。
NAFLD治療効果の比較では、作成したNASHモデルに対してPPARαアゴニストのPemafibrate、PPARδアゴニストのSeladelpar、PPARγアゴニストのPioglitazoneを投与し、PPARサブタイプそれぞれの活性化によりどのような治療効果があるのか調べる。次に、それぞれを組み合わせて投与することで組み合わせにより治療効果が高まるのか検討する。この時副作用にも注意して、本研究の目標である治療効果を最大限に高めつつ副作用を低減させたPPAR標的新薬の開発に貢献する。
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