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小胞体ストレスセンサー分子特異的な酸化修飾阻止薬の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K22498
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分47:薬学およびその関連分野
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)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード一酸化窒素 / 小胞体ストレス / UPR / ニトロシル化 / 酸化 / 小胞体ストレス応答 / 阻害薬 / IRE1 / 細胞死 / モデュレーター
研究開始時の研究の概要

これまでに多数のNO標的タンパク質およびその修飾部位の同定に成功してきた.この情報を利用して,NO修飾システイン残基近傍に作用して,酸化のみを特異的に阻止する化合物の単離をin silicoスクリーニングから試みたところ,世界で初めての分子特異的酸化抑制化合物の単離に成功した(特許出願済).そこで,本研究では,パーキンソン病発症に深く関わる小胞体ストレスセンサーIREαのS-ニトロシル化を特異的に抑制する新規シーズの単離を目指す.加えて,その抗パーキンソン病効果を細胞レベルとモデル動物を用いて検証し,薬理学的に分類のない新カテゴリー(酸化修飾部位阻止薬)に属するシーズの創製にチャレンジする.

研究成果の概要

一酸化窒素(NO)はUPRのセンサー分子であるIRE1αをS-ニトロシル化して不活性する.NOによる阻害は細胞を脆弱にすることをから,IRE1αのエンドヌクレアーゼ活性を阻害することなく,酸化修飾のみを特異的に抑制する化合物はNO修飾に起因するUPR機能消失依存的な疾患に有効である可能性がある.そこで,薬理学的にも新たなカテゴリーに属する分子特異的酸化修飾部位阻止薬を単離することにチャレンジし,候補リード化合物の作出に成功した.特異性を高めるために,2種の誘導体も作出し,その阻害効果を確認した.これらは,NOによるUPR経路の遮断を濃度依存的に回復させることがわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

パーキンソン病や糖尿病の発症には小胞体ストレスが介在していることが明らかとなっている.一方で,一酸化窒素はセンサータンパク質であるIRE1に結合することで,本来は抗細胞死に関わる経路を遮断することでより脆弱にさせることを証明してきた.そこで,この経路を回復させるような化合物の作出は病態発症を軽減する可能性があると考えた.スクリーニングから有力な候補化合物を単離することに成功した.これらは酵素活性を阻害することなく,NOによる修飾のみを抑制することがわかった.今後,動物モデルに適用してその効力を検討することで,新規作用メカニズムを有した治療薬開発に有益な情報をもたらすと推定される.

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 8件) 図書 (1件)

  • [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
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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(招待講演)
    • 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
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レドックスを介したDNAメチル化制御機構2019

    • 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
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [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

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2022-01-27  

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