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天然化合物の活性発現分子機構を解析するための統合的プラットフォーム構築

研究課題

研究課題/領域番号 21H02073
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37020:生物分子化学関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

中尾 洋一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60282696)

研究分担者 町田 光史  早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (30778163)
松本 健  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専任研究員 (60222311)
新井 大祐  早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (20624951)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード作用メカニズム解明 / 天然化合物 / 天然小分子 / 作用メカニズム
研究開始時の研究の概要

これまでに魅力的な活性を示す天然化合物が多数発見されて来たが、その作用メカニズムの解明は未だに極めて困難な課題である。その大きな原因は、プローブに結合する数多くの候補タンパク質から、化合物の機能発現に関わる真の標的を絞り込む戦略が確立されていないことにある。本研究では多面的なアプローチによって、標的タンパク質や経路を絞り込むためのプラットフォームを構築する。

研究成果の概要

本研究では、各種天然化合物の標的タンパク質や作用経路を絞り込むためのプラットフォームを構築することを目的として研究を行った。天然由来の細胞毒性物質、抗原虫物質、心筋分化誘導活性物質、神経細胞分化誘導活性物質や、食品由来の機能性物質について、『①半田ビーズを用いた標的タンパク質の釣り上げ』に加え、『②shRNA/CRISPR-Cas9スクリーニング法』『③RNAシーケンス解析』『④セルベースヒストン修飾解析』によって多面的な作用メカニズム解析を行った。この結果、いくつかの天然化合物について作用メカニズムを明らかにすることができ、本研究アプローチの有効性を示すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、天然化合物の幅広い生物活性について、その活性発現メカニズムを一連の流れで解析可能なプラットフォーム構築の試みが成功した例は多くない。本研究では、細胞毒性に限らず、抗原虫活性、細胞分化や遺伝子スイッチング機構であるヒストン修飾への影響など、幅広い生物活性についてメカニズム解明を可能とするプラットフォーム構築に向けた取り組みを行った。この結果、ある程度効果的に作用メカニズムの解明につながる一連の研究を行える体制を整えることができた。このようなプラットフォームは、多くのメカニズム不明の化合物を多く持つ天然物化学者にとって、研究の進展に貢献しうる意義深いものである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 17件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Aurantoside L, a New Tetramic Acid Glycoside with Anti-Leishmanial Activity Isolated from the Marine Sponge Siliquariaspongia japonica2024

    • 著者名/発表者名
      Oyadomari Yasumoto、Goto Yasuyuki、Suganuma Keisuke、Kawazu Shin-ichiro、Becking Leontine E.、Fusetani Nobuhiro、Nakao Yoichi
    • 雑誌名

      Marine Drugs

      巻: 22 号: 4 ページ: 171-171

    • DOI

      10.3390/md22040171

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 春ウコンに含まれるアストロサイト分化誘導促進物質の同定2023

    • 著者名/発表者名
      大塚悟史,中尾洋一
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 61 号: 1 ページ: 6-8

    • DOI

      10.1271/kagakutoseibutsu.61.6

    • ISSN
      0453-073X, 1883-6852
    • 年月日
      2023-01-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Proliferation of mammalian cells with <i>Chlorococcum littorale</i> algal compounds without serum support2023

    • 著者名/発表者名
      Ghosh Jayeesha、Akiyama Yoshikatsu、Haraguchi Yuji、Yamanaka Kumiko、Asahi Toru、Nakao Yoichi、Shimizu Tatsuya
    • 雑誌名

      Biotechnology Progress

      巻: 40 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1002/btpr.3402

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Muscle cell proliferation using water-soluble extract from nitrogen-fixing cyanobacteria Anabaena sp. PCC 7120 for sustainable cultured meat production2023

    • 著者名/発表者名
      Ghosh Jayeesha、Haraguchi Yuji、Asahi Toru、Nakao Yoichi、Shimizu Tatsuya
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 682 ページ: 316-324

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.10.018

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two Onnamide Analogs from the Marine Sponge Theonella conica: Evaluation of Geometric Effects in the Polyene Systems on Biological Activity2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, F.; Kimura, H.; Fusetani, N.; Nakao, Y.
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 28 号: 6 ページ: 2524-2524

    • DOI

      10.3390/molecules28062524

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alotamide B, a New Cyclic Depsipeptide Isolated from Assemblies of Marine Cyanobacteria, Mainly Consisting of Moorena sp.2023

    • 著者名/発表者名
      Aihara, K.; Nakamura, F.; Nakao, Y.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 52 号: 4 ページ: 270-272

    • DOI

      10.1246/cl.230035

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cultivation of previously uncultured sponge-associated bacteria using advanced cultivation techniques: A perspective on possible key mechanisms.2022

    • 著者名/発表者名
      Jung, D.; Machida, K.; Nakao, Y.; Owen, J. S.; He, S.; Kindaichi, T.; Ohashi, A.; Aoi, Y.
    • 雑誌名

      Front. Mar. Sci., Sec. Aquatic Microbiology

      巻: 9 ページ: 963277-963277

    • DOI

      10.3389/fmars.2022.963277

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Coronarin D, a metabolite from the wild turmeric, Curcuma aromatica, promotes the differentiation of neural stem cells into astrocytes.2022

    • 著者名/発表者名
      Otsuka, S.; Kawamura, M.; Fujino, S.; Nakamura, F.; Arai, D.; Fusetani, N.; Nakao, Y.
    • 雑誌名

      J. Agr. Food Chem.

      巻: 70 号: 10 ページ: 3300-3309

    • DOI

      10.1021/acs.jafc.2c00020

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation and Application of a Chemical Probe for Identifying the Targets of the Marine Cyclic Peptide Kapakahine A.2022

    • 著者名/発表者名
      Kamihira, R.; Nakao, Y.
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 号: 3 ページ: 1072-1072

    • DOI

      10.3390/molecules27031072

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] クローズアップ実験法 BiPoD:正確かつ高効率な両アレルノックイン新手法2022

    • 著者名/発表者名
      新井大祐,中尾洋一
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 40 ページ: 459-464

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Efficient biallelic knock-in in mouse embryonic stem cells by in vivo-linearization of donor and transient inhibition of DNA polymerase θ/DNA-PK.2021

    • 著者名/発表者名
      Arai, D.; Nakao, Y.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 11 号: 1 ページ: 18132-18132

    • DOI

      10.1038/s41598-021-97579-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ココアに含まれるテオブロミンの機能2024

    • 著者名/発表者名
      中尾洋一
    • 学会等名
      第28回 チョコレート・ココア国際栄養シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マレーシア産黒コショウより抽出された、神経幹細胞分化調節活性を有する化合物の探索2024

    • 著者名/発表者名
      舩木美穂、玉澤理彩、神平梨絵、中村文彬、中尾洋一
    • 学会等名
      第104回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヒストン修飾調節活性を示すミクロネシア産海綿由来化合物の探索2024

    • 著者名/発表者名
      一藁拓真、喜納惟斗、中村文彬、中尾洋一
    • 学会等名
      第104回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 大島新曽根産ドレッジ混獲物からの有用海洋天然化合物の探索2024

    • 著者名/発表者名
      青柳智也、中村文彬、中尾洋一
    • 学会等名
      第104回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 鹿児島県産海綿からのヒストン修飾調節活性成分の探索2024

    • 著者名/発表者名
      佐藤圭、喜納惟斗、中尾洋一
    • 学会等名
      第104回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Search for Bioactive Natural Products Affecting Neural Stem Cell Differentiation2023

    • 著者名/発表者名
      Nakao, Y.
    • 学会等名
      IUPAC/13th International Symposium on Bioorganic Chemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A New Tetramic Acid Glycoside with Anti-Leishmanial Activity Isolated from a Japanese Marine Sponge Siliquariaspongia japonica2023

    • 著者名/発表者名
      Oyadomari, Y.; Goto Y.; Suganuma, K.; Kawazu, S.; Becking, L. E.; Fusetani, N.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      IUPAC/13th International Symposium on Bioorganic Chemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anti-trypanosomal Terpenoids from Wild Turmeric, Curcuma aromatica2023

    • 著者名/発表者名
      Oeda, K.; Suganuma, K.; Nakamura, F.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      IUPAC/13th International Symposium on Bioorganic Chemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure and Biological Activity of a Novel Alkaloid from the Marine Sponge Theonella sp.2023

    • 著者名/発表者名
      Akizuki, K.; Suganuma, K.; Ito, S.; Takahashi, R.; Nakamura, F.; Kawazu, S.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      IUPAC/13th International Symposium on Bioorganic Chemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lanostane-type Triterpenes from Inonotus obliquus Exert Cytotoxicity against Dog Bladder Cancer Organoids2023

    • 著者名/発表者名
      Tse, W. L.; Machida, K.; Shinohara, Y.; Elbadawy, M.; Yamamoto, M.; Usui, T.; Sasaki, K.; and Nakao, Y.
    • 学会等名
      The 31st International Symposium on the Chemistry of Natural Products and the 11th International Congress on Biodiversity
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two Unreported Onnamide Analogs form the Marine Sponge Theonella conica2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, F.; Kimura H.; Fusetani, N.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      The 31st International Symposium on the Chemistry of Natural Products and the 11th International Congress on Biodiversity
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of chemical probes from marine cyclic peptides2023

    • 著者名/発表者名
      Kamihira R.; Fujii R.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      The 31st International Symposium on the Chemistry of Natural Products and the 11th International Congress on Biodiversity
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Compounds from green coffee beans regulate post-translational histone modifications.2023

    • 著者名/発表者名
      Fujii R.; Nakamura F.; Kamihira R.; Nakao Y.
    • 学会等名
      The 31st International Symposium on the Chemistry of Natural Products and the 11th International Congress on Biodiversity
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for Compounds in Japanese Pepper that Have Activity in Regulating Neural Stem Cell Differentiation2023

    • 著者名/発表者名
      Kamijima, T.; Nakamura, F.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      The 31st International Symposium on the Chemistry of Natural Products and the 11th International Congress on Biodiversity
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大島新曽根産海綿に含まれる新規アルカロイドの構造と生物活性2023

    • 著者名/発表者名
      秋月孝太、菅沼啓輔、伊藤駿、高橋伶奈、中村文彬、河津信一郎、中尾洋一
    • 学会等名
      第65回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] サフランモドキZephyranthes carinataに含まれるヒストン修飾調節活性化合物の探索2023

    • 著者名/発表者名
      秋月孝太、藤井怜子、中村文彬、木村宏、中尾洋一
    • 学会等名
      第56回天然物化学談話会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 神経幹細胞を用いたオリゴデンドロサイト分化誘導系の検討2023

    • 著者名/発表者名
      内田拓也、上島朋音、神平梨絵、中尾洋一
    • 学会等名
      第16回日本エピジェネティクス学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] サフランモドキZephyranthes carinataに含まれるヒストン修飾調節活性化合物の探索2023

    • 著者名/発表者名
      秋月孝太、藤井怜子、中村文彬、木村宏、中尾洋一
    • 学会等名
      第16回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 海洋天然化合物 kapakahine 類のプローブ化および作用機序の解析2023

    • 著者名/発表者名
      神平梨絵、中尾洋一
    • 学会等名
      第15回化学生態学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] マウス神経幹細胞に作用する深海生物由来化合物の探索2023

    • 著者名/発表者名
      中村文彬、齋藤紗季、中尾洋一
    • 学会等名
      第15回化学生態学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Food Ingredients Controlling Cell Differentiation and Histone Modifications2022

    • 著者名/発表者名
      Nakao, Y.; Otsuka, S.; Kawamura, M.; Fujino, S.; Nakamura, F.; Arai, D.; Fusetani, N.
    • 学会等名
      22nd IUNS-ICN INTERNATIONAL CONGRESS OF NUTRITION IN TOKYO
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Changes over time of metabolite profile in the decay process of marine sponge2022

    • 著者名/発表者名
      Machida, K.; Chiba, Y.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      2022 American Society of Pharmacognosy (ASP) Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Approach to Maximize Utilization of Unclassified Small Pieces of Marine Organisms2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura F.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      2022 American Society of Pharmacognosy Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋環状ペプチド kapakahine 類のプローブ化および作用機序の解析2022

    • 著者名/発表者名
      神平梨絵、新井大祐、中尾洋一
    • 学会等名
      第34回 海洋生物活性談話会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] コーヒー生豆由来ヒストン修飾調節活性物質の探索2022

    • 著者名/発表者名
      藤井怜子,中村文彬,中尾洋一
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] サンショウに含まれる神経幹細胞分化調節活性を有する化合物の探索2022

    • 著者名/発表者名
      上島朋音,中村文彬,中尾洋一
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ニホンスイセン(Narcisssus tazzeta)由来の細胞毒性物質の探索2022

    • 著者名/発表者名
      竹口陸斗,町田光史,中尾洋一
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 春ウコン由来の抗トリパノソーマ活性化合物の探索2022

    • 著者名/発表者名
      大枝一喜,菅沼啓輔,中村文彬,中尾洋一
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 海洋環状ペプチド kapakahine 類のプローブ化および作用機序の解析2022

    • 著者名/発表者名
      神平梨絵、新井大祐、中尾洋一
    • 学会等名
      第64回 天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 春ウコン Curcuma aromatica 由来抗トリパノソーマ活性化合物の探索2022

    • 著者名/発表者名
      大枝一喜,菅沼啓介,中尾洋一
    • 学会等名
      第91回日本寄生虫学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Histone modification, cell differentiation, and chemical epigenomics of food ingredients2021

    • 著者名/発表者名
      Nakao, Y.
    • 学会等名
      2021環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improvement of homology-directed repair-mediated knock-in efficiency in mouse embryonic stem cells by using small compounds2021

    • 著者名/発表者名
      Arai, D.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      2021環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Small-scale preparation of chemical probes from marine cyclic peptides, kapakahines A and F2021

    • 著者名/発表者名
      Kamihira, R.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      2021環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for the Marine Natural Compounds from the Mixtures of Deep-Sea Invertebrates2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, F.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      2021環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マウスES細胞に対する高効率な両アリルノックイン手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      新井大祐,中尾洋一
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 奄美大島産Xestospongia属海綿に含まれるヒストン修飾調節活性を有する化合物の探索2021

    • 著者名/発表者名
      相原功志,中尾洋一
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ショウガ由来の神経分化調節活性化合物の探索2021

    • 著者名/発表者名
      石塚大樹,中尾洋一
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] スリランカ産シナモン由来神経幹細胞分化調節活性物質の探索2021

    • 著者名/発表者名
      玉澤理彩,中尾洋一
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 未培養微生物研究樹の最新動向2023

    • 著者名/発表者名
      町田光史、中尾洋一
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781317328
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] プレスリリース 春ウコンに含まれる3つの生物活性成分を同定

    • URL

      https://www.waseda.jp/top/news/78918

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] プレスリリース ノックイン新手法 BiPoD を開発

    • URL

      https://www.waseda.jp/top/news/74930

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] 膀胱がん用抗がん剤2024

    • 発明者名
      篠原祐太、中尾洋一、町田光史、ツェ・ワイ・ラム、臼井達哉、他
    • 権利者名
      イスクラ産業株式会社、早稲田大学、東京農工大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2024-051282
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] A novel alkaloid compound with anti-trypanosomal activity from Oshima-shinsone sponge2023

    • 発明者名
      中尾洋一、中村文彬、秋月孝太、菅沼啓輔
    • 権利者名
      学校法人早稲田大学、国立大学法人帯広畜産大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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