| 研究課題/領域番号 |
21K06633
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分47050:環境および天然医薬資源学関連
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| 研究機関 | 東京薬科大学 |
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研究代表者 |
横須賀 章人 東京薬科大学, 薬学部, 准教授 (20318190)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 分子シャペロン / 熱ショックタンパク質 / 細胞毒性 / がん分子標的 / アポトーシス / 細胞周期 / 植物由来化合物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
熱ショックタンパク質（HSP: heat shock protein）に代表される分子シャペロンは、がん細胞の増殖を調節する複数の細胞内シグナル分子の機能調節に関与している。本研究では、植物由来化合物に着目し、分子シャペロンを制御して細胞周期特異的に細胞死を誘導する新規がん分子標的治療薬シーズを探索する。分子シャペロンの制御を作用機序とする抗がん剤は現在までに開発されておらず、本研究により発見された化合物は、抗がん剤に耐性を示したがん細胞や、薬物治療に抵抗性を示すがん細胞に対しても効果を有することが期待される。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、新規がん分子標的治療薬シーズの探索を目的として、がん細胞の細胞周期に特異的に作用しアポトーシスの誘導をともなった細胞毒性を示す化合物を構造の多様性に富む植物由来天然物から見出し、それら化合物の分子シャペロンの制御との関係を明らかにしていく。
本年度は、キンポウゲ科Helleborus nigerから単離された新規ブファジエノリド配糖体のSBC-3ヒト肺小細胞がん細胞に対する細胞毒性とアポトーシス誘導活性を評価した。シスプラチンまたは本化合物で24、48、72時間処理したSBC-3細胞の生存率をMTT法により算出した結果、シスプラチンは濃度および時間依存的に細胞生存率を低下させたのに対し、本化合物は濃度依存的に細胞生存率を低下させた。フローサイトメトリーによる細胞周期解析とannexin V/PI検出によるアポトーシス誘導活性を評価した結果、本化合物で72時間処理したSBC-3細胞は細胞周期をG2/M期で停止しアポトーシスを誘導した。また、ヒノキ科Thujopsis dolabrataから単離された新規ジテルペン配糖体がHL-60ヒト白血病細胞に対してアポトーシスを誘導した。
分子シャペロンは、細胞中のシグナル伝達に関与する種々のタンパク分子のフォールディングを助け、細胞の生存に関与する一群のタンパク質である。熱ショックタンパク質として知られるHsp90は代表的な分子シャペロンであり、がん細胞中では高濃度に発現し、がん細胞の生存に寄与することが明らかにされている。植物由来化合物でSBC-3細胞を処理した際のHsp90の発現を評価するための実験条件を検討した。陽性対象であるゲルダナマイシンをSBC-3細胞に接触させ、サンドイッチELISA法によりHsp90の検出を行なったところ、SBC-3細胞の増殖を抑制する濃度においてHsp90の発現が認められた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2022年度は、植物を由来とする腫瘍細胞毒性物質の探索、単離された化合物の細胞周期解析とアポトーシス誘導活性の評価、植物由来化合物物でSBC-3細胞を処理した際のHsp90発現・阻害活性評価のための実験条件を検討した。
キンポウゲ科Helleborus niger、ヒノキ科Thujopsis dolabrata、キョウチクトウ科テイカカズラTrachelospermum asiaticum、リュウゼツラン科Yucca gloriosaなどを研究材料として用い、HL-60細胞、A549ヒト肺腺がん細胞、SBC-3細胞に対する細胞毒性を指標に腫瘍細胞毒性物質の探索を行った。単離された化合物の各種がん細胞に対する細胞毒性を評価したところ、数種の化合物に既存の抗がん剤であるシスプラチンと同程度以上の活性が認められた。植物を由来とする腫瘍細胞毒性物質の探索は順調に進んでいるといえる。
H. nigerから単離された新規ブファジエノリド配糖体で72時間処理したSBC-3細胞は、細胞周期をG2/M期で停止しアポトーシスを誘導することが確認された。
代表的な分子シャペロンであるHsp90の発現を評価するための実験条件を検討したため、今後は、SBC-3細胞に対して細胞周期を停止してアポトーシス誘導を示した植物由来化合物について、それら化合物を接触させた際の、細胞毒性と分子シャペロンによる制御との関連性を検討していく。
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度は、植物由来の腫瘍細胞毒性物質の探索を引き続き行うとともに、単離された化合物の細胞周期解析とアポトーシス誘導活性の評価を行う。活性の認められた化合物をSBC-3細胞に処理し、分子シャペロンHsp90の発現をサンドイッチELISA法により法により評価する。さらに、Hsp90存在時におけるHsp70の発現や、Hsp90が分子シャペロンとしてフォールディングしているタンパク分子の発現を評価する予定である。
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