2016 Fiscal Year Research-status Report
抗癌剤配糖体とバイオナノカプセルによる肝細胞癌治療のための能動的薬物送達システム
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16K01392
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
下田 恵 大分大学, 医学部, 准教授 (40284153)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 酵素化学 / 生物変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肝癌をターゲットとする、ドラッグデリバリーシステムへの応用を目的として、抗腫瘍性化合物の誘導体の合成を行った。方法として、植物培養脂肪が持つ物質変換機能を利用した、抗腫瘍性化合物の官能基への化学的修飾により、抗腫瘍性化合物の物性を改良することを検討した。抗腫瘍作用の高いスチルベン化合物について、Phytolacca americanaおよびEucalyptus perrinianaなどの植物培養細胞系を使用して、室温において、恒温インキュベーターを使用して回転振とうにより、生物変換を行った。その結果、スチルベン化合物の3位および3'位、4'位にグルコースが結合した変換生成物を得た。生成した化合物の化学構造は、マスならびに核磁気共鳴法により行った。一方、植物から精製した酵素を用いてスチルベン類の変換を検討した。酵素は、カラムクロマトグラフィーにより生成したのちに、変換反応に用いた。Phytolacca americanaには、異なる3種類の酵素が存在しており、今回は最も変換率の高い酵素3を反応に使用している。その結果、抗腫瘍作用を持つスチルベン化合物は、3位および3'位、4'位にグルコースが結合した生成物に変換されたほか、3位と5位をどちらもグルコース化された生成物へと変換された。このことは、Phytolacca americana細胞中に、グルコシダーゼなどの加水分解酵素が存在しており、生成した3位と5位をどちらもグルコース化された化合物の一方のグルコースが加水分解されたことを示唆している。
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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
本研究の目的は、肝細胞がんを標的化したドラッグデリバリーシステムを、抗腫瘍性化合物誘導体を利用して開発することであり、初年度は、抗腫瘍化合物であるスチルベン類を、植物培養細胞や酵素を利用してグルコース化することに成功しており、当初の目的通り、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、さらに広範な抗腫瘍性化合物について、植物培養細胞や酵素を利用した生物変換により、誘導体を合成する。また、反応に使用する酵素の調製と、大量変換を容易にするために、さらなる活性を持つ酵素を、植物培養細胞において探索し、酵素の精製を行う。酵素は、抗腫瘍活性化合物を基質として投与を行い、生成物を、高速液体クロマトグラフィーによって確認して生成量を、検量線により求める。変換活性を持つ酵素画分は、ゲル濾過クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィーにより、精製を行い、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動により、酵素蛋白質の精製を確認する。精製した酵素の限定加水分解物の分子量をマス スペクトルによって解析する。さらに、限定加水分解物のN末端のアミノ酸配列をペプチド シークエンサーによって決定する。cDNAのインサート領域をSP6およびT7ポリメラーゼのプロモーター付近に隣接させたcDNAライブラリーをlgt22で作製する。次に、先に決定したアミノ酸配列に対応するプライマーを合成し、このcDNAライブラリーを鋳型として用い、PCRによる増幅を行う。PCR産物をDNAシークエンサーにかけ塩基配列を決定し、アミノ酸配列に翻訳する。cDNAを含むlgt22を大腸菌に感染させ、菌内で酵素蛋白質を大量に発現させる。カラムクロマトグラフィーにより、得られた酵素の精製を行う。
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| Causes of Carryover |
今年度合成した抗腫瘍性化合物の誘導体を利用した、ドラッグデリバリーシステムの、生体における効果を調べる研究は、次年度以降に実施することにしたため、次年度使用額が生じている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度、継続して行われる、抗腫瘍性化合物の誘導体の調製と合わせて、生体における効果を調べる研究を行い、次年度分として請求した助成金と合わせた使用を計画している。
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[Journal Article] Synthesis, oxygen radical absorbance capacity, and tyrosinase inhibitory activity of glycosides of resveratrol, pterostilbene, and pinostilbene.2017
Author(s)
Daisuke Uesugi, Hiroki Hamada, Kei Shimoda, Naoji Kubota, Shin-ichi Ozaki, Naoki Nagatani
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Journal Title
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
Volume: ８１
Pages: 226-230
Peer Reviewed
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