人工多機能性バイオ高分子を用いた抗HIVペプチドの開発研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K01319
• Research Institution: St. Marianna University School of Medicine
• Principal Investigator: 中島 秀喜 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (20192669)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武永 美津子 聖マリアンナ医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (10236490) ; 浅井 大輔 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 助教 (10423485)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 抗HIV / ペプチド製剤 / DDS / 徐放 / エラスチン / 生体材料 / 注射ゲル

Outline of Annual Research Achievements

平成２７年度は、既存の発現プラスミドを用いて人工エラスチンポリペプチドを大量生産し、抗HIVペプチドの徐放化薬物担体として精製した。分子量約60kDaのモノマーユニットからなる人工エラスチンゲル２種について、３種のペプチド薬（Ａ，Ｂ，Ｃ）について抗HIVペプチド含有デポを調製し、in vitroおよびin vivoでの薬物リリースを定量的に解析した。

1. 薬物の徐放パターンは人工エラスチンの体積相転移前後で大きく異なった。低温ではCys残基の導入率が大きい、すなわち分子間架橋が起こりやすい人工エラスチンゲルほど、ハイドロゲルからの薬物リリースが遅くなる傾向を認めた。一方、体温付近の高温では初期バーストの後にゆっくり１次放出が起こるもの、その後はリリースが全く起こらないものなど、抗HIVペプチド薬の組成・分子量によって多様な薬物放出プロファイルを示した。ハイドロゲルの組成や架橋度との関係性の解析が待たれる。
2. より疎水性度の高い人工エラスチンに、抗HIV活性を保持したペプチド薬Ａおよびペプチド薬Ｂの貯留が可能であった。ペプチド薬Ｃについては初期バーストが大きく、今回調製した人工エラスチンゲルによるデポ製剤化には不向きであった。
3. ペプチド薬Ａに関してラットに皮下投与し、ペプチド単独および人工エラスチンゲルによるデポ製剤投与の場合とを比較しながら、ペプチド薬Ａの血中濃度をHPLCでモニターするとともに、血清の抗HIV活性をMTT assayにて測定した。その結果、抗HIV活性を保持したペプチドの貯留が可能であり、単独皮下投与と比較して、デポ製剤には最高血中濃度に達する時間の延長が認められることがわかった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究は、(1)ポリペプチドの設計・調製と、(2) 試験管内 (in vitro)および(3)動物血中 (in vivo)での活性評価の３つを、首尾よく互いにフィードバックできる実験系と環境をいかに構築できるかが鍵を握る。(1)に関しては、本年度は遺伝子レベルでの抗HIVペプチド遺伝子モジュールライブラリー構築に順調に着手できた。(2)は既に当講座内でルーチンワーク化しており、本年度は(3)の動物試験評価系構築に焦点を当てた。これにより今後、ペプチドを高分子化して多機能化したバイオ高分子について、抗HIV活性を評価する見通しがついたことが大きい。

Strategy for Future Research Activity

申請者がこれまでに取り扱ってきた抗HIVペプチドを中心として、近年になって報告されたペプチドも含め、異なる作用メカニズムをもつ種々のペプチドを人工遺伝子としてクローニングし、より多彩なライブラリー構築を目指す。次年度は、このライブラリーの中からまずは同種のペプチドをタンデムに連結したポリペプチドを設計・調製し、抗HIV活性に対する多価効果の有無とその程度を解析予定である。

Causes of Carryover

H27年3月に計画していた実験に必要な試薬の国内在庫が無くなり輸入手配となり、当月中の納品が不可能となったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

年度明け早々に入荷され、これに全額4,371円を充当する。

Research Products

• [Journal Article] Isolation and antiviral activity of water-soluble Cynomorium songaricum Rupr. polysaccharides (2016)
  • Author(s): Tuvaanjav, S., Shuqin, H., Komata, M., Ma, C., Kanamoto, T., Nakashima, H., and Yoshida, T.
  • Journal Title: J. Asian Nat. Prod. Res. Volume: 18 Pages: 159-171
  • DOI: 10.1080/10286020.2015.1082547.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The first reported case of central venous catheter-related fungemia caused by Cryptococcus liquefaciens (2015)
  • Author(s): Takemura H., Ohno, H., Miura, I., Takagi, T., Ohyanagi, T., Kunishima, H., Okawara, A., Miyazaki, Y., and Nakashima, H.
  • Journal Title: J. Infect. Chemother. Volume: 21 Pages: 392-394
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2014.11.007.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Potential new chemotherapy strategy for human ovarian carcinoma with a novel KSP inhibitor (2015)
  • Author(s): Takenaga, M., Yamamoto, Y., Takeuchi T., Ohta, Y., Tokura, Y., Hamaguchi, A., Asai, D., Nakashima, H., Oishi, S., and Fujii, N.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 463 Pages: 222-228
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.05.029.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Development of a cashew nut shell liquid (CNSL)-based polymer for antibacterial activity (2015)
  • Author(s): Kanehashi, S., Masuda, R., Yokoyama, K., Kanamoto, T., Nakashima, H., and Miyakoshi, T.
  • Journal Title: J. Appl. Polym. Sci. Volume: 132 Pages: 42725
  • DOI: 10.1002/app.42725
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Quantitative Structure-Cytotoxicity Relationship of 3-Styryl-2H-chromenes (2015)
  • Author(s): Uesawa, Y., Sakagami, H., Ishihara, M., Kagaya, H., Kanamoto, T., Terakubo, S., Nakashima, H., Yahagi, H., Takao, K., and Sugita, Y.
  • Journal Title: Anticancer Res. Volume: 35 Pages: 5299-5307
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthetic galactomannans with potent anti-HIV activity (2015)
  • Author(s): Budragchaa, D., Bai, S., Kanamoto, T., Nakashima, H., Han, S., Saito, T., and Yoshida, T.
  • Journal Title: Carbohydr. Polym. Volume: 130 Pages: 233-242
  • DOI: 10.1016/j.carbpol.2015.04.047
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Quantitative Structure-Cytotoxicity Relationship of Oleoylamides (2015)
  • Author(s): Sakagami, H., Uesawa, Y., Ishihara, M., Kagaya, H., Kanamoto, T., Terakubo, S., Nakashima, H., Takao, K., and Sugita, Y.
  • Journal Title: Anticancer Res. Volume: 35 Pages: 5341-5351
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 新規合成KSP阻害剤のヒト卵巣がんに対する抗腫瘍効果 (2016)
  • Author(s): 武永美津子、竹内智起、山本有貴、都倉享恵、新美純、濱口明美、太田有紀、浅井大輔、大石真也、中島秀喜、藤井信孝
  • Organizer: 日本薬学会第１３６年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、横浜市西区
  • Year and Date: 2016-03-26 – 2016-03-29
• [Presentation] 破傷風トキソイドを用いた人工エラスチン蛋白のアジュバントとしての可能性 (2015)
  • Author(s): 福田靖、浅井大輔、山口優子、諸熊一則、Ashutosh Chilkoti、中島秀喜、柴山恵吾
  • Organizer: 第１９回日本ワクチン学会学術集会
  • Place of Presentation: 名鉄犬山ホテル、愛知県犬山市
  • Year and Date: 2015-11-14 – 2015-11-15
• [Presentation] インジェクタブル人工エラスチンゲルによる抗HIVペプチドのデポ製剤化 (2015)
  • Author(s): 浅井大輔、金本大成、寺久保繁美、Ashutosh Chilkoti、武永美津子、中島秀喜
  • Organizer: 第３７回日本バイオマテリアル学会大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ、京都市南区
  • Year and Date: 2015-11-09 – 2015-11-10
• [Presentation] ヒト細胞培養上清のCPs不活化効果の検討－第2報－ (2015)
  • Author(s): 竹村弘、寺久保繁美、嶋田甚五郎、中島秀喜
  • Organizer: 第64回日本感染症学会東日本地方会学術集会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌、北海道札幌市
  • Year and Date: 2015-07-21 – 2015-07-23
• [Presentation] 3-Styryl-2H-chromenes の定量的構造-細胞傷害性相関解析 (2015)
  • Author(s): 植沢芳広、加賀谷肇、石原真理子、坂上宏、金本大成、寺久保繁美、中島秀喜、矢作秀明、高尾浩一、杉田義昭
  • Organizer: 第132回日本薬理学会関東部会
  • Place of Presentation: 明海大学浦安キャンパス、千葉県浦安市
  • Year and Date: 2015-07-04 – 2015-07-04
• [Presentation] Oleoylamides 誘導体の定量的構造-細胞傷害性相関解析 (2015)
  • Author(s): 石原真理子、植沢芳広、加賀谷肇、坂上宏、金本大成、寺久保繁美、中島秀喜、高尾浩一、杉田義昭
  • Organizer: 第132回日本薬理学会関東部会
  • Place of Presentation: 明海大学浦安キャンパス、千葉県浦安市
  • Year and Date: 2015-07-04 – 2015-07-04
• [Presentation] インジェクタブル人工エラスチンによる抗原デポ剤：破傷風トキソイドの徐放効果の解析 (2015)
  • Author(s): 浅井大輔、福田靖、諸熊一則、Ashutosh Chilkoti、柴山恵吾、中島秀喜
  • Organizer: 第３１回日本DDS学会学術集会
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル、東京都新宿区
  • Year and Date: 2015-07-02 – 2015-07-03
• [Remarks] 聖マリアンナ医科大学微生物学教室
  • URL: http://www.marianna-u.ac.jp/microbiology/