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一酸化窒素誘発性エピゲノム変化の病態生理的意義の解明と特異的阻害薬の薬効評価

研究課題

研究課題/領域番号 18H02579
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分47040:薬理学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

上原 孝  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00261321)

研究分担者 竹内 靖雄  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00163387)
伊藤 昭博  東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (40391859)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード一酸化窒素 / エピジェネティクス / 遺伝子発現 / エピゲノム / ニトロシル化 / S-ニトロシル化 / 細胞死 / 阻害薬 / 神経細胞死 / パーキンソン病
研究成果の概要

エピジェネティクスに深く関わる酵素が一酸化窒素(NO)の標的であることを明らかにした.ある酵素はNOによってCys残基が修飾されることで活性が著しく低下することがわかった.また,NO刺激に伴って発現量が変化する遺伝子をRNA-seq解析から網羅的に探索した.本スクリーニングから,有力な遺伝子を複数単離することに成功した.この事実を薬理学的に明らかにするために,in silicoスクリーニングから酸化修飾阻害薬の単離を試みた.その結果,一つのシーズ化合物を同定することに成功した.次に,この薬物の最適化を計り,より強力な効果を有するシーズ化合物誘導体の作出に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は生体内で産生されるガス状分子である一酸化窒素(NO)の遺伝子発現に対する影響を調べたものである.一酸化窒素は,血圧調節や記憶形成など様々な役割を担っている.この研究で,NOがある酵素に結合・修飾することで活性を低下させ,ゲノム修飾を抑制して遺伝子発現を誘導することが明らかとなった.さらに,この修飾を特異的に阻害する化合物の単離に成功した.この化合物はNOによる遺伝子発現を顕著に抑制することが確認された.また,NOによって形成されるがんに有効であった.従って,がんや神経変性疾患の中,ある種のものはNOが原因であり,本研究で開発された化合物は強力なツールであることが示唆された.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 図書 (4件)

  • [国際共同研究] The Scripps Research Instistute(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] The Scripps Research Instistute(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Spatiotemporal analysis of the UPR transition induced by methylmercury in the mouse brain.2021

    • 著者名/発表者名
      Hiraoka, H., Nomura, R., Takasugi, N., Akai, R., Iwawaki, T., Kumagai, Y., Fujimura, M., and Uehara, T.
    • 雑誌名

      Arch. Toxicol.

      巻: 95 号: 4 ページ: 1241-1250

    • DOI

      10.1007/s00204-021-02982-9

    • NAID

      120007185542

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Covalent N-arylation by the pollutant 1,2-naphthoquinone activates the EGF receptor2021

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Kengo、Hamada Kyohei、Tsuchida Tomoki、Takasugi Nobumasa、Abiko Yumi、Shien Kazuhiko、Toyooka Shinichi、Kumagai Yoshito、Uehara Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100524-100524

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100524

    • NAID

      120007116763

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] S-Nitrosylation at the active site decreases the ubiquitin-conjugating activity of ubiquitin-conjugating enzyme E2 D1 (UBE2D1), an ERAD-associated protein2020

    • 著者名/発表者名
      Fujikawa Kana、Nakahara Kengo、Takasugi Nobumasa、Nishiya Tadashi、Ito Akihiro、Uchida Koji、Uehara Takashi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 524 号: 4 ページ: 910-915

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.011

    • NAID

      120006956819

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Attenuation of Macrophage Migration Inhibitory Factor-Stimulated Signaling <i>via</i> <i>S</i>-Nitrosylation2019

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Kengo、Fujikawa Kana、Hiraoka Hideki、Miyazaki Ikuko、Asanuma Masato、Ito Akihiro、Takasugi Nobumasa、Uehara Takashi
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 42 号: 6 ページ: 1044-1047

    • DOI

      10.1248/bpb.b19-00025

    • NAID

      130007657685

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2019-06-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Emerging role of electrophiles as a key regulator for endoplasmic reticulum (ER) stress.2019

    • 著者名/発表者名
      Takasugi, N., Hiraoka, H., Nakahara, K., Akiyama, S., Fujikawa, K., Nomura, R., Furuichi, M., and Uehara, T.
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 20(7) 号: 7 ページ: 1783-1783

    • DOI

      10.3390/ijms20071783

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MITOL prevemts ER stress-induced apoptosis by IRE1 ubiquitylation at mitochondrial-ER contact sites.2019

    • 著者名/発表者名
      Takeda, K., Nagashima, S., Shiiba, I., Uda, A., Tokuyama, T., Ito, N., Fukuda, T., Matsushita, N., Ishido, S., Iwawaki, T., Uehara, T., Inatome, R., and Yanagi, S.
    • 雑誌名

      EMBO J.

      巻: 38 号: 15

    • DOI

      10.15252/embj.2018100999

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 酸化修飾による新規エピゲノム調節機構2021

    • 著者名/発表者名
      上原 孝
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レドックスを介したDNAメチル化制御機構2020

    • 著者名/発表者名
      上原 孝
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境化合物修飾によるエピゲノム調節機構2020

    • 著者名/発表者名
      上原 孝
    • 学会等名
      第47回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一酸化窒素によるDNA脱メチル化を介した遺伝子の誘導2020

    • 著者名/発表者名
      谷口理香子, 飯島悠太, 中原健吾, 高杉展正, 上原孝
    • 学会等名
      第61回日本生化学会 中国・四国支部例会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環境化学物質の生体内標的探索とその作用機構2020

    • 著者名/発表者名
      上原 孝
    • 学会等名
      フォーラム2020衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一酸化窒素による新たな遺伝子発現調節機構2020

    • 著者名/発表者名
      上原 孝
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NOによる新規遺伝子発現調節機構:分子特異的酸化修飾抑制薬の開発を目指して2020

    • 著者名/発表者名
      上原 孝
    • 学会等名
      第73回日本酸化ストレス学会/第20回日本NO学会 合同学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular Mechanism of Methylmercury-Induced Neurotoxicity via Endoplasmic Reticulum Stress2019

    • 著者名/発表者名
      Hideki Hiraoka, Kengo Nakahara, Nobumasa Takasugi, Masatake Fujimura, Takao Iwawaki, Yoshito Kumagai, Takashi Uehara
    • 学会等名
      IUTOX ICTXV 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of Ubiquitin-Proteasome System in ERAD via S-nitrosylation of UBE2D1.2019

    • 著者名/発表者名
      Kana Fujikawa, Kengo Nakahara, Nobumasa Takasugi, Akihiro Ito, Takashi Uehara
    • 学会等名
      IUTOX ICTXV 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リバースケミカルジェネティクスから解く酸化ストレスによりエピゲノム調節機構2019

    • 著者名/発表者名
      上原 孝
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detection of novel S-nitrosylated proteins in neuronal cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Uehara
    • 学会等名
      SfRBM2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NOによる新規遺伝子発現調節機構とその制御薬物の開発2019

    • 著者名/発表者名
      上原 孝
    • 学会等名
      第92回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 一酸化窒素によるユビキチン結合酵素UBE2D1活性調節機構2019

    • 著者名/発表者名
      藤河香奈,中原健吾,高杉展正,伊藤昭博,上原 孝
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会 千葉
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A novel mechanism of nitric oxide-induced gene expression2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Uehara
    • 学会等名
      WCP2018 KYOTO Satellite Symposia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ユビキチン結合酵素UBE2D1のS-ニトロシル化修飾による機能変化2018

    • 著者名/発表者名
      藤河香奈、伊藤昭博、上原 孝
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Function of novel S-nitrosylated proteins identified by biotin switch method with LC-MS/MS analysis2018

    • 著者名/発表者名
      K.NAKAHARA, H.HIRAOKA, A.ITO, T.UEHARA
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 実験医学2020

    • 著者名/発表者名
      中原健吾,上原 孝
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 実験医学2018

    • 著者名/発表者名
      高杉展正,上原 孝
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 脳神経化学2018

    • 著者名/発表者名
      奥田洸作,高杉展正,上原 孝
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 生体の科学2018

    • 著者名/発表者名
      平岡秀樹,上原 孝
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      医学書院
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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