Total synthesis of (+)-spirotenuipesine A and repair of nerve function by dual activation

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05062
• Research Institution: Tokushima Bunri University
• Principal Investigator: 今川 洋 徳島文理大学, 薬学部, 教授 (80279116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松井 敦聡 岐阜医療科学大学, 薬学部, 准教授 (60309698)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: グリア細胞 / 1321N1細胞 / Spirotenuipesine A / PC12細胞 / 神経栄養因子 / NFG

Outline of Annual Research Achievements

Spirotenuipesine Aの作用機序を明らかにする目的で、グリア細胞の一種1321N1細胞にSpirotenuipesine Aを添加して、産生される神経栄養因子活性物質の同定を試みた。まず、Spirotenuipesine A存在下に培養した、1321N1細胞の培地を、神経のモデル細胞であるPC12細胞に添加して、神経栄養因子の産生を確認した。その結果、PC12細胞の神経様細胞様への形態変化が観測され、突起が伸長したことから、神経栄養因子の産生が確認できた。次に産生された神経栄養因子が、NGFであるか否かを判断する目的で、抗NFG抗体を添加した条件で実験を行った。その結果、抗NFG抗体添加条件でも、PC12細胞の突起は伸長した。すなわち、Spirotenuipesine Aにより、1321N1細胞から分泌が誘導される神経栄養因子は、NGFではないことが明らかとなった。この結果を検証する目的で、私達が開発し、NGFの活性を増強してPC12細胞に顕著な突起伸長を誘導する、ネオビブサニン誘導体を用いた実験を行った。すなわち、Spirotenuipesine A存在下に培養した1321N1細胞の培地と、ネオビブサニン誘導体を、PC12細胞に添加することで、突起伸長が増幅されれば、NGFが培地に存在したことが示唆できる。しかし実験の結果、突起の伸展は観測されなかった。これらの実験結果から、Spirotenuipesine Aによってグリア細胞から産生される神経栄養因子は、NFGではないことが証明できた。一方、グリア細胞からその産生が知られているGDNFの、PC12細胞に対する活性を調べたところ、100ng/mLの濃度でも突起伸長活性を示さなかった。このことから、Spirotenuipesine Aによりグリア細胞から産生される神経栄養因子は、GDNFでもないと考えられる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

Spirotenuipesine Aの不斉合成研究はやや遅れている。新型コロナウイルス感染症の影響による、キャンパス入校制限や、研究棟への学生の立ち入り制限、最近まで実施された、立ち入りの時間制限などが、研究の進捗に大きく影響した。

Strategy for Future Research Activity

Spirotenuipesine Aの不斉合成研究を進める。また作用機序解明は、候補の絞り込みが出来たため、今後は、抗体により阻害実験を中心に活性本体の同定を進める予定である。さらに光親和性標識による作用機序解明も同時に進める。Spirotenuipesine類とネオビブサニン類との二重活性化による機能修復に関しては、2021年度に、共同研究者によって実験に必要な大脳皮質神経細胞の安定した培養が確立されており、今年度は優先的に研究に取り組む予定である。

Causes of Carryover

新型コロナ感染症の影響で、キャンパスへの入校制限、研究棟への学生の立ち入り制限や、使用時間制限があり、研究の進捗に影響した為。また研究打ち合わせのための出張も中止したため旅費も使用していない。