2019 Fiscal Year Research-status Report
新規天然資源の開発とアルツハイマー病治療薬を目指した化合物の探索
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19K07143
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| Research Institution | Meiji Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
高取 薫 (木下薫) 明治薬科大学, 薬学部, 准教授 (40247151)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 抗アルツハイマー病 / BACE1阻害活性 / アミロイドβ凝集抑制活性 / エピジェネティック制御 / 海洋由来真菌 / サボテン科植物 / サポニン / HDAC阻害剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海洋由来真菌の休眠遺伝子を新たに発現させるエピジェネティックな手法を用いて，新たな二次代謝産物を生産できる新規天然資源を開発すると共に、それら二次代謝産物からアルツハイマー病の原因とされるアミロイドβ(Aβ)の生成に関与するBACE1の阻害活性とAβ凝集抑制活性を有する化合物を見いだすことを第一の目的として、一年目の研究を行った。すなわち、当研究室で保有し、すでに成分探索が行われている海洋由来真菌、MPUC136、MPUC169、MPUC171、およびMPUC247について培養時にHDAC阻害剤5種（N-hydroxy-N’-phenyloctanediamide (SAHA), sodium valproate (VPA), splitomicin (SP), sodium phenylbutyrate (SPB), nicotinamide (NA) ）それぞれを、濃度を変えて添加し、26℃、暗所の条件下、静置培養または振盪培養を行った。海洋由来真菌の培養には通常人口海水を用いるが、人口海水を用いない培地での検討も行った。それぞれの培地は酢酸エチルにて抽出し、得られた酢酸エチルエキスの二次代謝産物を、HDAC阻害剤を添加しない場合とTLCおよびHPLCにより比較検討した。その結果、海洋由来真菌MPUC169にSP 1 mMを添加した静置培養時の酢酸エチルエキスに新たな二次代謝産物の産生が認められた。今後、本条件における大量培養を行い、新たに産生された二次代謝産物の単離と構造決定を行う予定である。
サボテン科植物からのサポニン成分の探索においては、雷神閣（Polaskia chichipe）と入鹿（Stenocereus eruca）からそれぞれ4種のサポニンを単離し、それらの構造を決定した。今後それらのBACE1の阻害活性とAβ凝集抑制活性を検討する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
海洋由来真菌の液体培養条件の検討に、時間がかかってしまい、HDAC阻害剤を添加しての検討に少し時間を要してしまった。当研究室において、すでにある程度成分探索が行われている4種の海洋由来真菌について、5種のHDAC阻害剤を添加することによる二次代謝産物の変化の検討を行った。そのうち数種の組み合わせで新たな二次代謝産物が産生されていることが明らかとなった。最も良い結果が得られた、海洋由来真菌MPUC169にSP 1 mMを添加したものについて大量培養を行い、成分探索を進める予定であったが、大量培養の際に再現性に問題が生じため、現在再現性について検討中である。当初は4種の海洋由来真菌の結果を踏まえて、一次スクリーニングとしてなるべく多くの海洋由来真菌にHDAC阻害剤添加し、新たな二次代謝産物産生の有無を検討する予定であったが、本年はこのスクリーニングが行えなかった。
サボテン科植物からの新たなサポニン成分の探索は、先行研究で既に12種類のサポニンの単離と、そのAβ凝集抑制活性、ヒト由来神経細胞株SH-SY5Yを用いたAβによる細胞毒性阻害活性と神経細胞保護作用を報告している雷神閣（Polaskia chichipe）からは新たに4種のサポニンを単離し、その構造を決定した。4種についてAβ凝集抑制活性の評価を行ったが活性は認められなかった。BACE1阻害活性と細胞を用いた活性評価はこれから行う。入鹿（Stenocereus eruca）からは4種のサポニンを単離、構造決定したが、BACE1阻害活性とAβ凝集抑制活性の検討はこれからである。また、ヒト由来神経細胞株SH-SY5Yを用いたAβによる細胞毒性阻害活性と神経細胞保護作用の検討は、Aβによる毒性発現（コントロール）が安定しなかったことから、この点においても実験がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
海洋由来真菌MPUC169にSP (1 mM)を添加した静置培養時の酢酸エチルエキスに新たな二次代謝産物の産生が認められたことから、今後この条件において再現性のある大量培養を行い、新たに産生された二次代謝産物の単離と構造決定を行い、BACE1阻害活性とAβ凝集抑制活性を検討する。また、昨年度実施できなかった、一次スクリーニングとしてなるべく多くの海洋由来真菌にHDAC阻害剤を添加し、新たな二次代謝産物産生の有無を検討する予定である。
また、サボテン科植物からのサポニンの探索は、昨年度実施した雷神閣（Polaskia chichipe）と入鹿（Stenocereus eruca）に加え、その他のサボテンからもサポニンを単離し、その構造を明らかにするとともに、評価できていないサンプルも含め、BACE1阻害活性とAβ凝集抑制活性を検討する予定である。
すべての単離化合物のヒト由来神経細胞株SH-SY5Yを用いたAβによる細胞毒性阻害活性と神経細胞保護作用の検討も行う予定である。
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| Causes of Carryover |
昨年度は、海洋由来真菌にHDAC阻害剤を添加した液体培養の条件検討に時間を費やし、実際に新たな二次代謝産物の探索を行うことが出来なかった。そのため、エキスや単離化合物のBACE1阻害活性とAβ凝集抑制活性の評価が予定通りに行うことが出来ず、活性評価用のBACE1阻害活性評価キットやAβの購入が予定より少なかった。
また、一次スクリーニングとしてなるべく多くの海洋由来真菌にHDAC阻害剤を添加し、新たな二次代謝産物産生の有無を検討する予定であったが、その実験も行うことが出来ず、HDAC阻害剤の購入量が予定より少なかった。
以上の理由より、次年度使用額が生じた。
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