セレノール(SeH)を活性素子とする膜結合型抗酸化酵素の合成と細胞レスキュー効果

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K06617
• Research Institution: Sojo University
• Principal Investigator: 原武 衛 崇城大学, 薬学部, 教授 (40325668)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 秀明 崇城大学, 薬学部, 講師 (30435151)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: グルタチオンペルオキシダーゼ / セレン

Outline of Annual Research Achievements

本プロジェクトは，医薬への応用を視野に，天然型酵素グルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)の触媒サイクルの中間体構造セレネニルスルフィド(－Se－S－)を模倣した両親媒性化合物に基づいた還元反応触媒活性を有する分子の創製を目指している。令和1年度(平成31年度)は，本プロジェクトの中心として機能するGPx様活性の活性素子化合物1-oxo-hexadecyl-seleno-L-cysteine-methyl-Se-yl-S-L-penicillamine methyl ester (OHSeP)と，それを使ったOHSeP/ホスファチジルコリン(PC)混合リポソームなどの合成を行い，引き続いて培養細胞を使った生物活性の評価のための準備と予備検討を実施した。
Seleno-L-cystinを出発物質としてOHSePの合成およびOHSeP/PC混合リポソームの合成を行った。OHSePの合成手技・操作の確立には一定の目処を立てることができた。平成30年度に購入したリポソーム調製用のエクストルーダ装置を使って所望の形態・脂質組成を有するリポソームを調製するための手技・操作を確立した。リポソームの調製では，OHSePおよび飽和アシル鎖を有するPC(水素添加)，コレステロール(Chol)を適宜混合し，クロロホルムに溶解させた。有機溶媒を緩徐に留去し脂質薄膜を形成させ，ソニケーションによりリポソームを形成させた。さらに，エクストルーダー装置を使ってリポソームの形や大きさを調整した。動的光散乱法により，得られたOHSeP/PCおよびOHSeP/PC/Chol混合リポソームの平均粒子径が約100 nmであることを検証した。また，表面電位の測定結果から，OHSeP分子がリポソームの外表面に配置されていることも検証された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成30度実施予定の実験項目には，本プロジェクトの中心として機能するグルタチオンペルオキシダーゼ様活性の活性素子化合物1-oxo-hexadecyl-seleno-L-cysteine-methyl-Se-yl-S-L-penicillamine methyl ester(OHSeP)とOHSeP/PC混合リポソームの調製を掲げていた。これらの実験項目については，OHSePの合成原料となる試薬類の入手が滞ったため当初は平成30年度に実施する予定であったがやや遅れていた。そこで，令和1年度(平成31年度)は試薬類も入手することができたので，遅延した進捗状況の改善に努めた。まず，既発表の論文(ACS Omega, 1, 58-65, 2016およびMetallomics, 3, 702-709, 2011, Bioconjugate Chemistry, 19, 1831-1839, 2008)を参考にして，OHSePの合成を遂行することができた。続いて，OHSePおよび飽和アシル鎖を有するPC(水素添加)，コレステロール(Chol)を使ったOHSeP/PCおよびOHSeP/PC/Chol混合リポソームの調製も実施することができた。さらに，培養がん細胞を使ったOHSeP/PC混合リポソームの生物活性の予備検討も実施することができた。しかしながら，平成31年度に開始することを計画していた担がんマウスを用いたインビボでのOHSeP/PC混合リポソームの生物活性の評価に着手するまでには至らなかった。したがって，申請書記載の，当初の予定からはやや遅れることになった。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度に予定していたOHSePおよびそれに続くOHSeP/PC混合リポソームの合成が遅れたために，本研究プロジェクト全体の進捗も遅れ気味である。令和2年度は，本研究プロジェクトの最終年度であり，その遅れを取り戻し研究計画が完遂できるよう実験を進める。OHSePなどの実験材料の合成と並行して，未実施のインビボ評価実験(申請書 研究計画・方法 実験項目3. S-180担がんマウスの作成および生体内セレン濃度推移の測定，がん組織内セレン分布の測定，抗がん作用の評価，GPx活性の測定，活性酸素の測定)の遂行に向けて邁進する。それらの実験から得られる結果に基づいて，抗がん作用と抗酸化活性あるいは活性酸素種の濃度の関連を総合的に考察し，最終目標であるOHSePによる細胞レスキュー効果に対する評価を行う予定である。

Causes of Carryover

生じた当該助成金(94,230円)は材料合成のための試薬や実験動物の購入などに充当する予定である。