2016 Fiscal Year Research-status Report
新規ビタミンＤ受容体リガンドを目指した胆汁酸誘導体の構造活性相関研究
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15K08018
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
増野 弘幸 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 技術専門職員 (80376714)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 核内受容体 / ビタミンD / 胆汁酸 / 構造活性相関 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ビタミンDの活性代謝物である1,25-ジヒドロキシビタミンD3[1,25(OH)2D3]はカルシウム代謝調節のほか細胞分化誘導、免疫などの多彩な機能を持つ。1,25(OH)2D3は核内受容体であるビタミンD受容体(VDR)を介してその機能を発現している。VDRリガンドは抗がん剤や免疫疾患治療薬としての応用が期待できるが、その多彩な機能の分離が課題となる。そのためには大きく異なる化合物への構造展開が有効であるが、現在知られているVDRリガンドの多くは1,25(OH)2D3の誘導体であり構造多様性に乏しい。申請者はこれまでに弱いながらもVDRアゴニスト活性を持つ二次胆汁酸のリトコール酸(LCA)に着目し、VDRとLCAの複合体X線結晶構造解析を行い、LCAの24位および3位が受容体と水素結合を形成していることを明らかにした。申請者は構造修飾が可能なLCA-3位の誘導体を設計、合成しVDR活性との相関を明らかにするとともに医薬品への応用を目指し、より高いVDR活性をもつLCA誘導体の開発を計画した。LCA-3位への立体選択的な炭素官能基の立体選択的導入法としてSN2反応によるシアノ基導入により3-beta置換化合物を、それを還元したアルデヒドの異性化反応により3-alpha置換化合物をそれぞれ選択に合成し。それらを利用してLCA-3位に1,25(OH)2D3を模倣した3級水酸基を持つ置換基を導入した化合物を合成した。活性はヒト前骨髄球性白血病細胞HL-60細胞分化誘導活性により評価した。その結果、3-alpha置換化合物がより高いVDR活性を持つこと、特に2-hydroxy-2-methylpropyl基、2-hydroxy-2-ethylbutylを持つ化合物は1,25(OH)2D3に匹敵する活性を持つことが明らかにした。これは既知のLCA誘導体で最も高いVDR活性である。
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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
より高いVDR活性を持つLCA誘導体の開発を目指し、LCA3位を修飾した化合物を系統的に合成しその構造活性相関を明らかするため、いくつかの化合物の合成を計画した。初めに立体選択的にLCA3位への炭素置換基の導入法の確立から着手した。昨年度までにLCA 3-beta位へのシアノ基のSN2反応およびそれを還元したアルデヒドの異性化による3-alpha位、それぞれへの炭素官能基の立体選択的導入法の確立に成功した。それを利用してLCA3位に1,25(OH)2D3を模倣した3級水酸基を持つ2-methy-2-hydroxypropyl基を3-alpha，3-betaにそれぞれ選択的に導入した化合物の合成を行ない、HL-60 分化誘導活性により活性を評価した。その結果、いずれの化合物も既知のLCA誘導体に比較して高いVDR活性を持つことが明らかになった。特に3-alpha体については1,25(OH)2D3に匹敵する活性を持つことが明らかになった。当初の期待を大きく上回る高活性化合物の取得に成功したことから、今年度は活性の高かった3-alpha体を中心により高い活性を期待できる構造の合成を行い、2種の新規誘導体を合成しHL-60細胞分化誘導能で活性を評価した。うち一種は昨年度までに合成を行った化合物に匹敵する活性を示した。これにより、3-alpha位への3級水酸基の導入がLCA誘導体のVDR活性の向上に有効であることを明らかにした。これまでに合成した化合物で活性の高かった化合物についてはVDR結合能を競合結合アッセイを行いVDRに直接結合することを確認した。またVDRとの複合体X線結晶構造解析も進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
高活性な化合物の合成に成功したため、高活性な化合物については医薬品への応用を目指しより詳細な生物活性を行いたいと考えている。引き続き誘導体の合成を行う計画である。LCA-3位は1,25(OH)2D3の25位と同様に構造の可変性があり、活性を維持したまま構造修飾が可能であると考えられることから炭素鎖長が異なる化合物を系統的に合成し、構造活性相関を明らかにしつつ、より高い活性を持つ化合物の開発を目指す。すでに合成が終了した化合物についてはまた、レポーターアッセイなどの生物活性実験を計画している。今後の動物を使った代謝実験などを目指し、活性がほぼ同じあるいはやや弱いものでも生体内での動態が異なると考えられる誘導体をできるだけ多く合成することを目指す。また引き続きVDRとの複合体結晶構造の解析を行うとともに、国際学会や投稿論文での発表を目指す。
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Research Products
(2 results)
