2018 Fiscal Year Research-status Report
細胞分化を制御する発生段階選択的細胞機能調節物質の探索と構造解析
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18K05335
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
太田 伸二 広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (60185270)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 海洋生物 / 生理活性物質 / 棘皮動物 / 胚発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本ならびにフィリピン近海で採集された海綿や昆虫をメタノールなどの有機溶媒で抽出して得た粗抽出物について、段階的に希釈した濃度でイトマキヒトデ受精卵およびバフンウニ受精卵に添加して、棘皮動物胚の初期発生に対する影響を顕微鏡下で観察し、胚発生阻害スクリーニングを実施した。その結果、５種の海綿抽出物において棘皮動物の胚発生を特定の発生段階で選択的に阻害する活性を認めることができた。選択的阻害活性が認められた有望な検体の１つであるフィリピン産未同定海綿のメタノール抽出物をヘキサン、酢酸エチル、ブタノールを用いて各溶媒可溶性画分に分画した。これらのうち活性が認められた酢酸エチル可溶性画分を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび逆相カラムクロマトグラフィーにより繰り返し分画・精製することにより４種の活性物質を単離した。NMR、MS等によって活性物質の構造を解析した結果、それぞれ分子量が382、410、472、および474の化合物であることが明らかになった。これらのうち分子量472の活性物質は、1D-および2D-NMR解析の結果、3-ケト-20,22-ジメチル-20―デオキソスカラリンと同定した。本活性物質は、３～100 ppm の広い濃度範囲に渡ってイトマキヒトデ受精卵の胚発生を初期原腸胚の段階で停止させることが明らかになった。初期原腸胚の段階は細胞分裂が遅くなり細胞分化が始まる発生段階であることが知られており、初期原腸胚以前の胚発生段階には全く影響を及ぼすことがなかったことから、本活性物質は細胞分化の過程を選択的に阻害する機能性物質となりうる可能性が示された。さらに本活性物質は肝臓癌細胞および肺癌細胞に対して細胞増殖阻害活性を示すことも明らかにした。
海綿からの他の活性成分等について構造解析を進めている。
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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
棘皮動物の胚発生阻害スクリーニングにより発生段階選択的阻害活性を示す海綿抽出物を選び出すことができた。それぞれの抽出物中に含まれる生理活性物質の分画・精製を進めており、それらの化学構造も順次明らかにできつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き、各種海綿抽出物ならびに昆虫代謝産物について、胚発生阻害スクリーニングを行って活性物質を探索するとともに、これまでに得られた有望な活性物質について、大量抽出によって単離し構造を決定する。
得られた生理活性物質の化学構造を部分的に化学修飾・変換し、どの部分構造が活性発現に重要であるかを調べ、構造活性相関を明らかにするとともに、より簡単な構造でより強い活性を示す類縁体を見つけ出す。以上の知見を総合して、棘皮動物胚発生過程で細胞分化の制御に係わる発生段階を特異的に阻害する新規な選択的細胞機能調節物質を開発するとともに、細胞膜透過性に優れた抗癌剤候補等有用な薬剤開発のためのリード化合物の開発を図る予定である。
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| Causes of Carryover |
棘皮動物胚発生阻害スクリーニングにより有望な選択的阻害活性示す海洋生物の抽出物を選び出すことができており、順次活性物質の分画・精製を進めている。しかしながら、一部の活性物質が空気中の酸素やpH変化等に不安定であり、精製の予定が次年度に持ち越しとなった。これらの影響で、精製に必要な物品費および分析機器利用料等を次年度使用することになったため。前年度実施する予定であった生理活性物質の精製と構造解析に用いる溶媒・試薬・器具等の物品費および分析機器利用料として使用する計画である。
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Research Products
(10 results)
