2017 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of epigenetic enzymes via nitrosative stress and development of its specific modulator
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15H04649
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
上原 孝 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00261321)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 昭博 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (40391859)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 一酸化窒素 / Sーニトロシル化 / 炎症反応 / 薬物スクリーニング / がん / 神経変性疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エピジェネティクスに深く関わる酵素が一酸化窒素（NO）の標的であることを明らかにした．その中でも，DNAメチル化酵素に関して解析を進めたところ，NOによって活性中心のCys残基が修飾されることで酵素活性が著しく低下することを明らかにした．この結果より，NO刺激に伴って遺伝子制御機構が破綻することが予想されたため，発現量が変化する遺伝子をDNAアレイから網羅的に探索した．本スクリーニングから，有力な遺伝子を複数単離することに成功した．次に，それらの遺伝子上流のメチル化の有無をバイサルファイト法から解析したところ，NOによって劇的に脱メチル化される部位が存在することがわかった．
この事実を薬理学的に明らかにするために，当該酵素の３次元構造とNO結合部位を基にして，酸化のみを効果的に抑制する化合物をin silicoスクリーニングから単離することを試みた．約400万化合物ライブラリーから，候補となる薬物をスクリーニングしたところ，一つの化合物を同定することに成功した（特許出願中）．詳細な解析を進めたところ，この化合物は，酵素活性を抑制せず，NOによる修飾のみを阻害する性質を有していた．また，NOスカベンジ効力も無く，分子特異的であることも明らかとなった．加えて，細胞レベルでは100 nMでも充分に作用することを証明した．
そこで，本化合物をプローブとし，NOによる遺伝子発現への影響について解析した．その結果，本化合物はNOによる脱メチル化を効果的に抑制し，遺伝子発現を減弱させることがわかった．また，細胞毒性もほとんど無いことを明らかにした．次に，がん細胞のNOによる形質転換への影響について解析したところ，本化合物は，NOによる細胞増殖・スフェロイド形成を完全に阻止し，炎症性がんモデル動物における腫瘍形成を抑制することがわかった．その有用性について，現在も解析を進めている．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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