2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of a neuronal differentiation inducer that regenerates neurons and recovers brain function
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20K05754
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
須原 義智 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (30297171)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ビタミンK / 脳神経細胞 / 神経分化 / ニューロン / メナキノン / 代謝型グルタミン酸受容体 / 誘導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、幹細胞から神経細胞（ニューロン）への分化を強力に誘導する低分子の「神経分化誘導物質」を創出することを目標としている。申請者らはこれまでに、ニューロンへの分化を誘導する化合物として「ビタミンK」を見出し、誘導体化によって活性を向上させることに成功してきた。そこで、医薬シーズになり得る強力な活性化合物を創製するため、神経分化に関係する標的タンパク質に強く作用する分子を新たに設計・合成してスクリーニングを行い、病態モデル動物に有効な神経分化誘導物質の創出を目指している。
今年度はその第一段階として、標的タンパク質に強く作用すると予想する新たな誘導体のデザイン及び合成を行った。新規誘導体はこれまでの知見を基にして、活性に最も重要な役割を果たしていると考えられる側鎖部分に修飾を施した化合物を合成した。側鎖の修飾は、1’位の炭素原子に電子求引性の官能基を導入したり、側鎖末端に芳香族化合物をはじめとする様々な脂溶性の官能基を導入する方法で行った。このようにして得られた側鎖部分をナフトキノン環に結合させ、目的とするビタミンK誘導体を合成することに成功した。今後はさらなる誘導体の合成を行うと同時に、これらの合成した化合物の神経分化誘導活性を調べ、作用タンパク質として予想されている標的タンパク質への作用の有無についても検討する予定である。そして、in vitroからin vivoへの実験に応用可能な化合物を見出すことを当面の目標にする。
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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
ビタミンKの誘導体合成においては、これまでの活性評価の知見を基にして、主に側鎖部分を修飾した化合物を合成した。化合物のデザインは、これまでの我々の知見から想定された標的タンパク質へ強く結合する化合物を、計算化学の手法を用いて予想した。その結果、側鎖の修飾はナフトキノン環と結合している1’位の炭素原子に電子求引性の官能基を導入したものや、末端に様々な芳香族化合物や脂溶性の官能基を導入したものを合成した。化合物の合成は予定通り進んでいるため、概ね順調に進展しているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はさらなる誘導体の合成を行うと同時に、これらの合成した化合物の神経分化誘導活性を調べ、作用タンパク質として予想されている標的タンパク質への作用の有無について検討する予定である。そして、in vitroからin vivoへの実験に応用可能な高活性を示す化合物を見出すことを当面の目標にする。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの感染拡大を予防するため研究室への入室が制限されていたことから、研究に従事する期間と人数が減少した。そのため、研究は概ね順調に進行しているものの、使用した試薬類の金額が当初予想していたものより少額であった。次年度使用額については、計画はしていたものの今年度は行えなかった化合物の合成や、その他今年度中には購入していなかった消耗品類に使用する予定である。
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