真菌共培養エキスを用いた革新的エイズ根治薬の開発

• 研究課題/領域番号: 20K22710
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0801:薬学およびその関連分野
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: Eldesoky Ahmed 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 特別研究員 (10874521)
• 研究期間 (年度): 2020-09-11 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 真菌共培養 / エイズ治療薬 / 探索

研究開始時の研究の概要

エイズは、抗HIV薬を服用することにより、感染しても発症を抑えることが可能になった。しかし、HIVはヒトの細胞内に潜伏感染するため、抗HIV薬や免疫細胞により根治することができない。そこで、エイズを根治する戦略として、潜伏感染しているHIVに刺激（ショック）を与えてHIV産生を活性化させ、抗HIV薬あるいは自己免疫によりエイズを根治する（キル）「ショック&キル法」が期待されている。研究室で保有する天然資源エキスの中で、真菌共培養エキスはHIV産生活性化に対して高いヒット率を示し、哺乳類細胞に対する毒性は弱かった。そこで、真菌共培養エキスから、新規HIV産生活性化物質を探索する。

研究実績の概要

エイズは、抗HIV薬を服用することにより、感染しても発症を抑えることが可能になった。しかし、HIVはヒトの細胞内に潜伏感染するため、抗HIV薬や免疫細胞により根治することができない。そこで、エイズを根治する戦略として、潜伏感染しているHIVに刺激(ショック)を与えてHIV産生を活性化させ、抗HIV薬あるいは自己免疫によりエイズを根治する(キル)「ショック&キル法」が期待されている。しかし、これまでに臨床試験に至った潜伏感染活性化物質(latency-reversing agent: LRA)は報告されていない。 そこで、研究室で保有する天然資源エキスを用いてスクリーニングしたところ、真菌共培養エキスはHIV産生活性化に対して高いヒット率を示し、かつ哺乳類細胞に対する毒性は弱かった。そこで、真菌共培養エキスから新規HIV産生活性化物質を探索した。
HIV産生の活性化は、HIV DNAの末端の長い反復配列(long terminal repeat, LTR:LTRの活性化によりHIV DNAの転写が促進される)の転写促進作用の活性化をレポーターアッセイ(luc遺伝子産物ルシフェラーゼによるルシフェリン発光)で検出した。スクリーニングにより、宮崎県日向市の土壌から単離した2種類の真菌を寒天培地上で共培養したエキスにLTR活性が認められたので、化合物の探索のため再培養を行ったが、目的の化合物の産生量が非常に低かったため単離には至らなかった。
そこで、強いLTR活性を示すネパールの植物から活性物質を精製し、0.14 nMのIC50値を示すgnidimacrinとその誘導体を得た。それら化合物の中には、哺乳類の細胞に対して毒性が低く、かつLTR活性を示す化合物が認められたので、学会発表するとともに論文を投稿した。さらに、エイズ患者の血液を用いて評価を行ったところ既存のLTR活性物質を上回る結果を示したので、PCT出願するとともに実用化を目指し引き続き研究を行っている。

研究成果

• [国際共同研究] National Research Centre(エジプト)
• [雑誌論文] Isolation, Synthesis, and Structure?Activity Relationship Study on Daphnane and Tigliane Diterpenes as HIV Latency-Reversing Agents (2022)
  • 著者名/発表者名: El-Desoky Ahmed H. H.、Eguchi Keisuke、Kishimoto Naoki、Asano Toshifumi、Kato Hikaru、Hitora Yuki、Kotani Shunsuke、Nakamura Teruya、Tsuchiya Soken、Kawahara Teppei、Watanabe Masato、Wada Mikiyo、Nakajima Makoto、Watanabe Takashi、Misumi Shogo、Tsukamoto Sachiko
  • 雑誌名: Journal of Medicinal Chemistry 巻: 65 ページ: 3460-3472
  • DOI: 10.1021/acs.jmedchem.1c01973
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Daphnane and Tigliane Diterpenes of Stellera chamaejasme and Wikstroemia retusa as HIV Latency-Reversing Agents: Isolation, Semisynthetic Derivatization and SAR Study (2022)
  • 著者名/発表者名: Ahmed H. H. El-Desoky, Keisuke Eguchi, Naoki Kishimoto, Toshifumi Asano, Hikaru Kato, Yuki Hitora, Syunsuke Kotani, Teruya Nakamura, Soken Tsuchiya, Teppei Kawahara, Masato Watanabe, Mikiyo Wada, Makoto Nakajima, Takashi Watanabe, Shogo Misumi, Sachiko Tsukamoto
  • 学会等名: 日本薬学会第142年会
• [備考] 熊本大学大学院生命科学研究部附属 グローバル天然物科学研究センター 天然薬物学分野
  • URL: http://kumamoto-natmed.org/
• [備考] 熊本大学大学院生命科学研究部附属グローバル天然物科学研究センター 天然薬物学分野
  • URL: http://kumamoto-natmed.org/
• [産業財産権] HIV感染症治療剤 (2022)
  • 発明者名: 三隅将吾;塚本佐知子;岸本直樹;人羅勇気;前田賢次
  • 権利者名: 三隅将吾;塚本佐知子;岸本直樹;人羅勇気;前田賢次
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2022
  • 外国