プロスタノイド受容体の生理活性に基づく医薬品への応用研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10557222
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 市川 厚 京都大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (10025695)
• 研究分担者: 浜中 信行 小野薬品工業株式会社, 創薬第1研, 主席研究員 ; 根岸 学 京都大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (60201696) ; 杉本 幸彦 京都大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (80243038) ; 丸山 隆幸 小野薬品工業株式会社, 創薬第1研, 研究員
• キーワード: プロスタグランジン受容体 / EP3サブタイプ受容体 / G蛋白 / プロスタグランジン受容体欠損マウス / EP2受容体欠損マウス / 排卵 / 受精 / 卵丘細胞

研究概要

【京都大学グループの成果】
1.プロスタグランジン(PG)受容体のリガンド認識ドメインと機能ドメインの解析:
PGE2の1位カルボン酸は、EP3サブタイプ受容体の第7膜貫通領域にあるアルギニン(Arg-306)残基と結合する。両者の結合の化学的性質は、Gi活性化のおいては水素結合で十分であるが、GsおよびGqの活性化にはイオン結合が必須であることが明らかにした。Arg-306残基の少し下流にあるAsp-318の負電荷は、受容体とGi蛋白との結合には無関係であるが、結合後のGi蛋白の活性化(GTPase活性の促進およびアデニル酸シクラーゼ活性の抑制)には必須であることを証明した。さらに、アゴニスト結合前の受容体では、Asp-318残基が第二細胞内ループのN-末側にあるG蛋白活性化モチーフ(DRY)のArg残基との間にイオン結合していることを示唆した。
2.PG受容体欠損マウスの代表的なフェノタイプの解析:
EP2受容体のフェノタイプとして、排卵、受精の異常による出産数の顕著な減少を見出した。さらに、このフェノタイプを解析して、卵の成熟・受精に働く卵丘細胞にEP2受容体とCOX-2が発現していること、および排卵、受精の過程にはEP2受容体を介してのcAMPの産生が重要であることを明らかにした。
【小野薬品工業(株)研究所グループの成果】
1.4種類あるPGE2受容体サブタイプの遺伝子クロンを発現させた動物細胞を用いて、それぞれのサブタイプ受容体に選択的なアゴニストを開発した。代表的な化合物として、EP1:ONO-DI-004,EP2:ONO-AE1-259,EP3:ONO-EA-248,EP4:ONO-AE1-329を発見した。これらは既知物質より選択性においてはるかに優れている。

研究成果

• [文献書誌] Puschel,G.P.,et al.: "Role of the EP2 and EP4 receptor in the prostaglandin E2-mediated feedback inhibition of lipopolysaccharide-induced TNF-α formation in mouse kupffer cells"Cells of the hepatic Sinusoid. 7. 260-262 (1999)
• [文献書誌] Takeuchi K.,et al.: "Impaired duodenal bicarbonate secretion and mucosal integrity in mice lacking prostaglandin E-receptor subtype EP(3)"Gastroenterology. 117(5). 1128-1135 (1999)
• [文献書誌] Hizaki H.et al.: "Abortive expansion of the cumulus and impaired fertility in mice lacking the prostaglandin E receptor subtype EP2"Proceedings of the National Academy of Sciences. 96. 10501-10506 (1999)
• [文献書誌] Hasegawa H.et al.: "Opposite Regulation of Transepithelial Electrical Resistance and Paracellular Permeability by Rho in Madin-Darby Canine Kidney Cells"J. Biol. Chem.. 274・30. 20982-20988 (1999)
• [文献書誌] Satoh S.et al.: "The Key Amino Acid Residue of Prostaglandin EP3 Receptor for Governing G Protein Association and Activation Steps"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 255. 164-168 (1999)
• [文献書誌] Sugimoto Y.et al.: "Female Reproduction in Mice Lacking the Prostaglandin F Receptor; Roles of Prostaglandin and Oxytocin Receptors in Parturition"Vasopressin and Oxytocin: Molecular, Cellular and Clinical Advances. 449. 317-321 (1999)