2016 Fiscal Year Annual Research Report
標的タンパク質指向型天然物単離による再生加速分子の創製研究
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15H04650
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
荒井 緑 千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (40373261)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 天然物 / 幹細胞 / タンパク質 / ケミカルバイオロジー / 再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では生体の臓器各所に存在する組織幹細胞の再生能力に着目し，それらの「多分化能」を制御し，「再生プロセスを加速する化合物」を天然物を基盤として創製することを目的とする．再生プロセスに関わるシグナル伝達（Wnt, Hh, Notch）等の鍵タンパク質に着目し，それらに結合する天然物を天然物抽出エキスから釣り上げる「標的タンパク質指向型天然物単離」を用いて迅速に単離・構造決定する．
昨年度構築に成功したヘッジホッグ（Hh)シグナルの最下流に位置する転写因子GLI1担持セファロースビーズを用い，当研究室の天然物化合物ライブラリーからGLI1に結合する天然物として，１種の天然物を見いだした．本化合物は以前，Hhシグナル阻害剤としても見いだされている．さらに，「標的タンパク質指向型天然物単離」を用いてバングラデシュ産コショウ科植物Piper chabaから単離した２種類の天然物のがん細胞における効果を検討した．その結果，２種はHhシグナルが亢進しているがん細胞，膵臓がん細胞PANC1および前立腺がん細胞DU145に対し，弱いながら毒性を示した．一方で，Hhシグナルが動いている正常細胞C3H10T1/2には毒性を示さなかった．また，２種はPANC1において転写因子GLI1のタンパク質量を減少させた．
また，今年度はNotchシグナルの転写因子の一つ，NICD (Notch intracellular domain)担持ビーズアッセイの新規構築に成功した．NICDビーズを用いて，当研究室の化合物ライブラリーから，1種の天然物をNICDに結合する化合物として見いだした．当研究室でTet-onシステムを用いて構築したNotchシグナルのレポーターアッセイにてNotchシグナル阻害活性を検討したところ，IC50は14.5 uMであった．
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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
以前に構築に成功した神経幹細胞の分化に関わる転写因子Hes1ビーズスクリーニングについては，引き続き順調にHes1結合天然物の探索が行われている，また，昨年度に構築したヘッジホッグシグナルの転写因子GLI1担持ビーズを用いて単離した２種の天然物については，がん細胞における活性を評価し，さらに新たなGLI1結合天然物の単離を目指して，当研究室の植物エキスライブラリーをスクリーニングしているところである．さらに，今年度は新たなビーズアッセイとして，Notchシグナルの転写因子の一つ，NICD担持ビーズを用いるスクリーニングの構築に成功した．本スクリーニングを用いて，当研究室の天然物化合物ライブラリーから，NICDに結合する天然物を１種見いだすことに成功した．NICDに直接結合する化合物の報告は国内外でも知る限り１種しかなく，本例は２番目の例となる．本ビーズスクリーニングを用いて，引き続き，当研究室の放線菌エキスライブラリーからNICDに結合する天然物を探索している．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の今後の推進方策は，引き続き，構築に成功した３つのビーズアッセイ系（Hes1ビーズ，GLI1ビーズ，NICDビーズ）を用いて天然物エキスをスクリーニングし，これら鍵タンパク質に結合する天然物の単離を試みる．さらに，単離した天然物においては，それぞれのシグナルのレポーターアッセイ系にて，シグナル阻害活性を検討する．また，標的とするフェノタイプアッセイとして，Hes1およびNICDに結合する化合物については神経幹細胞分化活性化能の検討を行い，また，GLI1およびNICDに結合する化合物においては，がん細胞に対する影響も検討しようと考えている．
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