2020 Fiscal Year Research-status Report
Drug discovery against ER stress by using a novel luminescence probe sensing ER environments
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20K06391
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| Research Institution | Shiga University of Medical Science |
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Principal Investigator |
守村 敏史 滋賀医科大学, 動物生命科学研究センター, 准教授 (20333338)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
漆谷 真 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (60332326)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 小胞体 / 小胞体ストレス / protein folding / 分子プローブ / 食品機能性成分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小胞体は、膜蛋白質・分泌蛋白質の産生の場であると供に、細胞内カルシウムストアや脂質代謝器官としての機能を有する。小胞体内環境の悪化やアミノ酸変位に伴うに折り畳み不全な蛋白質の小胞体内における蓄積は、いわゆる小胞体ストレスを惹起し、家族性・孤発性を問わず多くの疾患の病理発症に深く関与している。これまで小胞体ストレスは、細胞の抗ストレス反応（unfolded protein response, UPR)により評価されてきた。
昨年度、私は小胞体内のミスフォールド蛋白質（基質）それ自体をプローブとして用い、小胞体内部よりミスフォールド蛋白質の構造変化の検出可能な評価系を開発し、実験の最適化を進めた。この評価系では、小胞体管腔内タンパク質の構造変化の誘導なしに小胞体ストレスを誘導するブレフェルジンAは、レポーター活性の低下を誘導し、この低下はUPRの一つであるPERKの阻害剤により消失した。逆に管腔のタンパク質構造変化を誘導する小胞体ストレス薬であるツニカマイシン、タプシガルジン、ジチオトレイトール は、レポーター活性の亢進を誘導した。また、ツニカマイシンは、プローブのN-糖鎖付加配列を欠失させる、即ちツニカマイシンによるプローブの構造変化を阻止するすることにより、ブレフェルジンA同様に活性低下を来した。
次に、このアッセイ系を利用し、小胞体ストレスの誘導なしにレポーター活性の亢進を引き起こす、即ち小胞体ミスフミスフォールドタンパク質の構造変化を誘導しうる化合物を、132種の安全性が担保されている食品機能性成分よりスクリーニングした。その結果、共通のベンゼン環骨格を有する6種の近縁ポリフェノールを、抗小胞体ストレスの候補薬として同定した。
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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
小胞体ミスフォールドタンパク質の構造変化を、小胞体内部から解析する検出系を確立し、複数の抗小胞体ストレス薬の候補の同定に成功した為。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、スクリーニングの枠をさらに広げる為に、大規模化合物ライブラリーのスクリーニング進める。次いで、これまで同定した化合物も含め、小胞体ストレス試薬の一つであるツニカマイシンによるストレス応答を効率的抑制する化合物を選別する。選別された化合物については、その他の小胞体ストレス試薬や小胞体ストレス疾患関連遺伝子産物に対する効果を培養細胞レベルで検証する。最も効果が期待される化合物については、小胞体ストレスが病態進行に重要な役割を担っているII型糖尿病モデルマウスや筋萎縮性側索硬化症モデル動物を用いて、生体内での効果を検証する。
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