細菌性コラゲナーゼの基質結合ドメインを用いた薬物送達システムの開発型研究

• 研究課題/領域番号: 20590452
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細菌学(含真菌学)
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 松下 治 北里大学, 医学部, 教授 (00209537)
• 研究分担者: 小出 隆規 早稲田大学, 先進理工学部, 教授 (70322253) ; 玉井 栄治 松山大学, 薬学部, 准教授 (40333512) ; 宮田 茂 香川大学, 医学部, 講師 (90314913)
• 連携研究者: 南 純三朗 香川県立保健医療大学, 保健医療学部, 教授 (40157566)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2010年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: ガス壊疽菌群 / 毒素 / 構造活性相関 / コラーゲン結合ドメイン / 成長因子 / 骨新生 / 鼓膜閉鎖術 / 人工皮膚 / コラゲナーゼ / 上皮細胞成長因子 / 鼓膜穿孔 / 血管内皮細胞成長因子 / 血管新生 / 再生医療 / スピン標識ペプチド / 表皮成長因子 / 重層扁平上皮

研究概要

「人喰いバクテリア」が産生するコラーゲン分解酵素は、コラーゲン細線維に結合する領域(CBD)をもつ。まずCBDの中で結合に直接関与する部位を明らかにした。次にCBDはコラーゲン分子の三重らせん構造が緩んだ部位を志向して一定の向きに結合することを示した。さらに、CBDの接続部はカルシウムを結合して構造が変わり、CBDの安定性と結合能が向上することを示した。最後に、CBDを用いて種々の生理活性物質を組織に結合させる新規の技術が種々の再生医療に応用できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Monthly administration of a novel PTH-vollagen binding domain fusion protein is anabolic in mice. Calcif. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ponnapakkam T., Katikaneni, R., Miller, E., Ponnapakkam, A., Suda, H., Miyata, S., Suva, L.J., JSakon, J., Matsushita, O., Gensure, R.C.
  • 雑誌名: Tissue Int. in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a high-throughput screening system for the compounds that inhibit collagen-protein interactions. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okano-Kosugi, H., Matsushita, O., Asada, S., Herr, A.B., Kitagawa, K., Koide, T.
  • 雑誌名: Anal.Biochem. 394 ページ: 125-131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca2^+-induced linker transformation leads to a compact and rigid collagen-binding domain of Clostridium histolyticum collagenase. (2009)
  • 著者名/発表者名: Philominathan, S.T., Matsushita, O., Gensure, R., Sakon, J.
  • 雑誌名: FEBS J. 276 ページ: 3589-3601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unidirectional binding of clostridial collagenase to triple helical substrates. (2009)
  • 著者名/発表者名: Philominathan, S.T., Koide, T., Hamada, K., Yasui, H., Seifert, S., Matsushita, O., Sakon, J.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 284 ページ: 10868-10876
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unidirectional binding of clostridial collagenase to triple helical substrates. (2009)
  • 著者名/発表者名: Philominathan ST, Koide T, Hamada K, Yasui H, Seifert S, Matsushita O, Sakon J.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 284 ページ: 10868-10876
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca^<2+>-induced linker transformation leads to a compact and rigid collagen-binding domain of Clostridium histolyticum collagenase. (2009)
  • 著者名/発表者名: Philominathan ST, Matsushita O, Gensure R, Sakon J.
  • 雑誌名: FEBS J. 276 ページ: 3589-3601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a high-throughput screening system for the compounds that inhibit collagen-protein interactions. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okano-Kosugi H, Matsushita O, Asada S, Herr AB, Kitagawa K, Koide T.
  • 雑誌名: Anal.Biochem. 394 ページ: 125-131
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1H, 13C and 15N resonace assignments of Ca2^+-bound collagen-binding domain derived from a clostridial collagenase. (2008)
  • 著者名/発表者名: Philominathan, S.T.L., Matsushita, O., Jordan, J.B., Sakon, J.
  • 雑誌名: Biomol.NMR Assign. 2 ページ: 127-129
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-level expression of his-tagged clostridial collagenase in Clostridium perfringens. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamai, E., Miyata, S., Tanaka, H., Nariya, H., Suzuki,M., Matsushita, O., Hatano, N., Okabe, A.
  • 雑誌名: Appl.Microbiol.Biotechnol. 80 ページ: 627-635
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-level expression of his-tagged clostridial collagenase in Clostridium perfringens. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamai, E., Miyata, S., Tanaka, H., Nariya, H., Suzuki, M., Matsushita, O., Hatano, N., Okabe, A.
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol. 80 ページ: 627-635
  • 査読あり
• [雑誌論文] ^1H,^<13>C and ^<15>N resonace assignments of Ca^<2+> bound collagen-binding domain derived from a clostridial collagenase (2008)
  • 著者名/発表者名: Philominathan, S. T. L., Matsushita, O., Jordan, J. B., Sakon, J.
  • 雑誌名: Biomol. NMR Assign. 2 ページ: 127-129
  • 査読あり
• [学会発表] From bacterial toxin to drug. (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsushita O., Collagen anchoring
  • 学会等名: 11th Joint Symposium Robert Koch Institute and The Kitasato Institute Kitasato University
  • 発表場所: 東京都港区
  • 年月日: 2010-10-26
• [学会発表] Collagen anchoring : From bacterial toxin to drug (2010)
  • 著者名/発表者名: Osamu Matsushita
  • 学会等名: 11th Joint Symposium Robert Koch Institute and The Kitasato Institute Kitasato University
  • 発表場所: 北里大学薬学部コンベンションホール(東京都)
  • 年月日: 2010-10-26
• [学会発表] ガス壊疽菌群コラゲナーゼの基質結合ドメインと再生医療への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下治、西望、小杉日登美、小出隆規、安達栄治郎、坂本恵子、服部雅一
  • 学会等名: 第57回トキシンシンポジウム
  • 発表場所: 滋賀県長浜市
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] ガス壊疽菌群コラゲナーゼの基質結合ドメインと再生医療への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下治、西望、小杉日登美、小出隆規、安達栄治郎、坂本恵子、服部雅一
  • 学会等名: 第57回トキシンシンポジウム
  • 発表場所: 長浜ロイヤルホテル(滋賀県)
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] コラーゲン結合ドメインの構造解析と薬物送達システムへの応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下治、宮田茂
  • 学会等名: 第83回日本細菌学会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] ガス壊疽菌群コラゲナーゼの基質結合様式と積層型人工組織作製への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下治
  • 学会等名: 第56回トキキンシンポジウム
  • 発表場所: 岐阜県岐阜市
  • 年月日: 2009-08-27
• [学会発表] Substrate recognition of collagen-binding domains derived from bacterial collagenases. (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsushita O., Nishi N., Koide T., Philominathan S.T.L., Sakon J., Gensure R.C., Iwashiro H., Adachi E.
  • 学会等名: 8th Pan-pacific connective tissue societies symposium, 41st Annual meeting of the Japanese society of connective tissue research, 56th Annual meeting of the Japan matrix club
  • 発表場所: 神奈川県逗子市
  • 年月日: 2009-06-04
• [学会発表] Substrate recognition of collagen-binding domains derived from bacterial collagenases (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsushita O, Nishi N, Koide T, Philominathan STL, Sakon J Gensure RC, Iwashiro H, Adachi E
  • 学会等名: 8th Pan-pacific connective tissue societies symposium, 41st Annual meeting of the Japanese society of connective tissue research, 56th Annual meeting of the Japan matrix club
  • 発表場所: 神奈川県逗子市
  • 年月日: 2009-06-04
• [学会発表] ガス壊疽菌群コラゲナーゼの基質認識機構と再生医学への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松下治、小出隆規、安達栄治郎
  • 学会等名: 第82回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2009-03-12
• [学会発表] ガス壊疽菌群コラゲナーゼのセグメント2の構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下治
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会関東支部総会
  • 発表場所: 千葉県長生郡長塚町
  • 年月日: 2008-10-23
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://web.med.kitasato-u.ac.jp/edures/microbio/toxin.html
• [備考]
  • URL: http://web.med.kitasato-u.ac.jp/edures/microbio/toxin.html
• [産業財産権] 粘膜、上皮および鼓膜の少なくとも一つの再生材および再生評価方法 (2010)
  • 発明者名: 宮下武憲、森望、西望、安達栄治郎、松下治、服部雅一、伊藤周平、坂本恵子
  • 権利者名: 国立大学法人香川大学、学校法人北里研究所
  • 産業財産権番号: 2010-110694
  • 出願年月日: 2010-05-12
• [産業財産権] 積層型高密度培養人工組織の製造方法及び積層型高密度培養人工組織 (2010)
  • 発明者名: 安達栄治郎、松下治、岩城啓修、細谷智、西望
  • 権利者名: 学校法人北里研究所、国立大学法人香川大学
  • 出願年月日: 2010-01-28
  • 外国
• [産業財産権] 粘膜、上皮および鼓膜の少なくとも-つの再生材および再生評価方法 (2010)
  • 発明者名: 宮下武憲、森望、西望、安達栄治郎、松下治、服部雅一、伊藤周平、坂本恵子
  • 権利者名: 香川大学 北里大学
  • 産業財産権番号: 2010-110694
  • 出願年月日: 2010-05-12
• [産業財産権] 積層型高密度培養人工組織の製造方法及び積層型高密度培養人工組織 (2010)
  • 発明者名: 安達栄治郎、松下治、岩城啓修、細谷智、西望
  • 権利者名: 学校法人北里研究所・国立大学法人香川大学
  • 出願年月日: 2010-01-28
  • 外国
• [産業財産権] 積層型高密度培養人工組織の製造方法及び積層型高密度培養人工組織 (2009)
  • 発明者名: 安達栄治郎、松下治、岩城啓修、細谷智、西望
  • 権利者名: 学校法人北里研究所、国立大学法人香川大学
  • 産業財産権番号: 2009-017475
  • 出願年月日: 2009-01-19
• [産業財産権] 積層型高密度培養人工組織の製造方法及び積層型高密度培養人工組織 (2009)
  • 発明者名: 安達栄治郎, 松下治, 岩城啓修, 細谷 智, 西 望
  • 権利者名: 学校法人北里研究所, 国立大学法人香川大学
  • 産業財産権番号: 2009-017475
  • 出願年月日: 2009-01-19