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新規抗微生物薬の開拓:人工多機能性バイオポリマーによる挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 20K12657
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関昭和薬科大学

研究代表者

浅井 大輔  昭和薬科大学, 薬学部, 准教授 (10423485)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード抗菌ペプチド / DDS / 注射ゲル / エラスチン / 生分解性ポリマー / 薬剤耐性菌 / デポ製剤 / 創剤 / 抗微生物薬 / 人工エラスチン / ポリペプチド / 感染症 / バイオテクノロジー
研究開始時の研究の概要

ペプチド性の抗微生物薬は、多剤耐性を獲得した病原体への切り札的存在として、その数は少ないものの重要な位置付けにある。しかし、ペプチド性化合物は経口投与では消化管吸収が悪く、一方で注射投与では代謝が速く体外に排泄され易く、また大量調達が困難といった問題点を抱えている。本研究では、種々の異なる阻害様式をもつ抗微生物ペプチドを種々のタンパク質分解酵素の切断配列を介して鎖状化したキメラポリペプチドと、生体吸収性人工エラスチンとを合理的にハイブリッドさせて安定化した「人工多機能性バイオポリマー」を分子設計する。多価効果により最も薬効を発揮する組合わせを考究し、抗微生物薬の創剤面からの新奇開拓を行う。

研究成果の概要

感染症治療薬としてのペプチドの有効性は広く認識され、病原微生物に親和性を有するペプチドが継続的に報告されている。本研究では、種々の異なる阻害様式をもつ抗微生物ペプチドをプロテアーゼ切断配列を介して鎖状化したキメラポリペプチドと、生体吸収性人工エラスチンとを合理的にハイブリッド化した、「人工多機能性バイオポリマー」を設計・調製した。その特性解析の結果、細菌を培養した培養液で前処理すると抗菌活性が著しく増強する人工多機能性バイオポリマーを見出した。非感染部位では作用させず、感染局所でのみ抗菌作用を発現させることができる、細菌感染部位特異的な薬物送達システムへの展開が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

英国の薬剤耐性レビュー委員会の試算による「細菌感染症に対して対策を取らなければ、2050年には全世界において耐性菌による死者数は年間1,000万人にのぼり、1,000兆ドルの損失になる」との報告は、臨床医をはじめ感染症治療薬の開発に関わる全ての者が共有している。費用対効果の面から、新薬開発の基礎研究には民間企業が着手しにくい状況が続いている。本研究は、ペプチド創薬が抱える薬物送達の問題解決戦術として、多価効果を発揮できる遺伝子工学技術を用いた人工多機能性バイオポリマーにその打開の糸口を求めたものであり、この研究成果は、抗菌ペプチド開発の基礎研究シーズに関するアカデミアからの情報発信である。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 6件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (3件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Electrostatic interaction between sulfated polysaccharides and oligopeptides from viral envelope glycoproteins using surface plasmon resonance2023

    • 著者名/発表者名
      T. Battulga, A. Dagaerbieke, C. Bai, D. Asai, T. Koshikawa, H. Takemura, K. Miyazaki, and T. Yoshida
    • 雑誌名

      Carbohydr. Res.

      巻: 528 ページ: 108815-108815

    • DOI

      10.1016/j.carres.2023.108815

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis and cytotoxic mechanism of sulfated alkyl oligosaccharides having potent anti-HIV activity2023

    • 著者名/発表者名
      B. Mingxue, D. Asai, T. Koshikawa, H. Takemura, K. Miyazaki, and T. Yoshida
    • 雑誌名

      J. Fiber Sci. Technol.

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A model of transcriptional activation of DNA by loosening of chromatin structure2022

    • 著者名/発表者名
      Y.T. Sato, D. Asai, K. Terada, J.H. Kang, T. Mori, T. Niidome, H. Nakashima, and Y. Katayama
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 51 号: 12 ページ: 1109-1112

    • DOI

      10.1246/cl.220392

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of accessibility to the extracellular juxtamembrane stalk region of membrane protein for substrate recognition by viral ubiquitin ligase K52022

    • 著者名/発表者名
      Kajikawa Mizuho、Hata Mizuki、Ishimura Maho、Imaizumi Nanae、Kimura Minako、Miyano Kei、Ose Toyoyuki、Asai Daisuke、Ishido Satoshi、Kanamoto Taisei
    • 雑誌名

      Biochemical Journal

      巻: 479 号: 20 ページ: 2261-2278

    • DOI

      10.1042/bcj20220288

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Old but still useful [γ-32P]ATP ―Development of peptide substrates for protein kinases by 32P-based enzyme activity assay―2022

    • 著者名/発表者名
      D. Asai, J.H. Kang, and Y. Katayama
    • 雑誌名

      BUNSEKI KAGAKU

      巻: 71 ページ: 179-185

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Re-evaluation of chemotherapeutic potential of pyoktanin blue2021

    • 著者名/発表者名
      H. Sakagami, T. Furukawa, K. Satoh, S. Amano, Y. Iijima, T. Koshikawa, D. Asai, K. Fukuchi, H. Takemura, T. Kanamoto, and S. Yokose
    • 雑誌名

      Medicines (Basel)

      巻: 8 号: 7 ページ: 33-33

    • DOI

      10.3390/medicines8070033

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of a new point-of-care quantitative reverse transcription polymerase chain test for detecting severe acute respiratory syndrome coronavirus 22021

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe, R. Oikawa, T. Suzuki, H. Funabashi, D. Asai, Y. Hatori, H. Takemura, H. Yamamoto, and F. Itoh
    • 雑誌名

      J. Clin. Lab. Anal.

      巻: 35 号: 10

    • DOI

      10.1002/jcla.23992

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lignosulfonate rapidly inactivates human immunodeficiency and herpes simplex viruses2021

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuchi, T. Koshikawa, D. Asai, M. Inomata, H. Sakagami, H. Takemura, T. Kanamoto, H. Aimi, and Y. Kikkawa
    • 雑誌名

      Medicines (Basel)

      巻: 8 号: 10 ページ: 1-17

    • DOI

      10.3390/medicines8100056

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct evidence of edge-to-face CH/π interaction for PAR-1 thrombin receptor activation2021

    • 著者名/発表者名
      Asai Daisuke、Inoue Naoko、Sugiyama Makiko、Fujita Tsugumi、Matsuyama Yutaka、Liu Xiaohui、Matsushima Ayami、Nose Takeru、Costa Tommaso、Shimohigashi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 51 ページ: 116498-116498

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2021.116498

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of a long-chain alkyl group in sulfated alkyl oligosaccharides with high anti-HIV activity revealed by SPR and DLS2020

    • 著者名/発表者名
      Bai Mingxue, Bai Chaolumen, K. Miyazaki, Daisuke Asai, Hiromu Takemura, T. Yoshida
    • 雑誌名

      Carbohydr. Polym.

      巻: 245 ページ: 116518-116518

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2020.116518

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Blood retention and antigenicity of polycarboxybetaine-modified liposomes2020

    • 著者名/発表者名
      T. Ryujin, T. Shimizu, R. Miyahara, D. Asai, R. Shimazu, T. Yoshikawa, A. Kishimura, T. Mori, T. Ishida, and Y. Katayama
    • 雑誌名

      Int. J. Pharm.

      巻: 586 ページ: 119521-119521

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2020.119521

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elucidation of anti-HIV mechanism of sulfated cellobiose-polylysine dendrimers by SPR and DLS2020

    • 著者名/発表者名
      Song Weiyue, Li Yin, T. Kanamoto, D. Asai, H. Takemura, H. Nakashima, K. Miyazaki,T, Yoshida
    • 雑誌名

      Carbohydr. Res.

      巻: 495 ページ: 108084-108084

    • DOI

      10.1016/j.carres.2020.108084

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantification of antitumor, antiviral and neuroprotective activity of twenty Kampo preparations2020

    • 著者名/発表者名
      H. Shi, K. Fukuchi, D. Asai, S. Terakubo, H. Takemura, and H. Sakagami
    • 雑誌名

      New Food Industry

      巻: 62 ページ: 599-607

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantification of the Ability of Natural Products to Prevent Herpes Virus Infection2020

    • 著者名/発表者名
      Fukuchi Kunihiko、Sakagami Hiroshi、Sugita Yoshiaki、Takao Koichi、Asai Daisuke、Terakubo Shigemi、Takemura Hiromu、Ohno Hirokazu、Horiuchi Misaki、Suguro Madoka、Fujisawa Tomohiro、Toeda Kazuki、Oizumi Hiroshi、Yasui Toshikazu、Oizumi Takaaki
    • 雑誌名

      Medicines

      巻: 7 号: 10 ページ: 64-64

    • DOI

      10.3390/medicines7100064

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design of substrates and inhibitors of G protein-coupled receptor kinase 2 (GRK2) based on its phosphorylation reaction2020

    • 著者名/発表者名
      J.H. Kang, R. Toita, T. Kawano, M. Murata, and D. Asai
    • 雑誌名

      Amino Acids

      巻: 52 号: 6-7 ページ: 863-870

    • DOI

      10.1007/s00726-020-02864-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid virus inactivation by alkaline extract of leaves of Sasa sp.2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sakagami, K. Fukuchi, D. Asai, S. Terakubo, H. Takemura, M. Horiuchi, T. Fujisawa, M. Suguro, K. Toeda, T. Yasui, H. Oizumi, and T. Oizumi
    • 雑誌名

      New Food Industry

      巻: 62 ページ: 785-790

    • NAID

      40022397008

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] リグニンスルホン酸塩によるウイルス不活性化に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      相見光、吉川裕治、福地邦彦、浅井大輔、越川拓郎、坂上宏
    • 学会等名
      第89回紙パルプ研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9システムを用いた黄色ブドウ球菌溶血毒素産生の抑制2021

    • 著者名/発表者名
      池田奈々、今関義経、梶川瑞穂、浅井大輔、金本大成
    • 学会等名
      第104回日本細菌学会関東支部総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 光学活性な3-メチル-4-アルカノリド類の合成と香気特性の評価2021

    • 著者名/発表者名
      角咲希、霜鳥慈岳、小川熟人、宮腰哲雄、金本大成、浅井大輔
    • 学会等名
      第65回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] 抗黄色ブドウ球菌剤及び化合物の使用2023

    • 発明者名
      霜鳥慈岳、金本大成、浅井大輔
    • 権利者名
      霜鳥慈岳、金本大成、浅井大輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-010589
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 単純ヘルペス不活性化剤2021

    • 発明者名
      相見光、進藤大輝、坂上宏、福地邦彦、浅井大輔
    • 権利者名
      相見光、進藤大輝、坂上宏、福地邦彦、浅井大輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-068146
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] ヒト免疫不全ウイルス不活性化剤2021

    • 発明者名
      相見光、進藤大輝、坂上宏、福地邦彦、浅井大輔
    • 権利者名
      相見光、進藤大輝、坂上宏、福地邦彦、浅井大輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-068147
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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