ステロイドのヒスタミンH1受容体遺伝子発現抑制の分子機構解明

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K07933
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 水口 博之 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部, 准教授 (40247838)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: ヒスタミンH1受容体遺伝子発現シグナル / ステロイドシグナル / PKCδ / (-)マーキアイン / Hsp90 / ステロイド受容体

研究実績の概要

(1) H1R遺伝子発現抑制化合物のHsp90阻害機序の解明
Hsp90阻害薬のゲルダナマイシンは、Hsp90のATP結合部位に結合することで、Hsp90を阻害する。 (-)マーキアインはHsp90とゲルダナマイシンの結合に対し競合したが、そのIC50値（IC50 = 11 μM)はATP結合部位に結合することが知られている別のHsp90阻害薬の17-AAGのIC50値（IC50 = 0.64 μM)よりも17倍大きかった。このことから、(-)マーキアインがHsp90のATP結合部位ではなく、その近傍に結合することが明らかとなった。また、(-)マーキアインはHsp90のATPアーゼ活性を阻害しなかった。以上の結果から、(-)マーキアインはゲルダナマイシンや17AAGとは異なる結合様式でHsp90に結合し、PKCδとHsp90との相互作用を阻害することが明らかとなった。
(2) Hsp90を標的とする天然物由来H1R遺伝子発現抑制化合物のステロイドシグナルへの影響
ステロイド受容体（GRα）は刺激のない状態ではHsp90と結合して細胞質に安定に存在する。この結合をHsp90阻害薬の17-AAGにより阻害するとGRαは分解される。しかし、(-)マーキアイン処理によりHsp90は分解されなかった。また、ステロイド刺激に伴い、GRα/ステロイド複合体は核内へ移行するが、(-)マーキアインは、GRαの核内移行を抑制しなかった。さらに、GREを組み込んだレポータープラスミドをHeLa細胞にトランスフェクションし、デキサメタゾン刺激に伴うルシフェラーゼ活性上昇への(-)マーキアインの影響を検討した結果、(-)マーキアインはGRαの転写活性を促進することが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

(-)マーキアインはHsp90とPKCδの相互作用を阻害する。このことから、(-)マーキアインはHsp90とGRαとの結合を阻害することが予想され、(-)マーキアイン処理により、ステロイドシグナルが抑制されると言う仮説を立てていた。しかし、本年度の成果により、(-)マーキアインがGRαの転写活性を促進し、ステロイドシグナルを活性化することを見出した。ステロイドは、様々なアレルギー疾患の治療に用いられているが、その副作用が問題となっている。(-)マーキアインがステロイドの効果を増強することから、(-)マーキアインとステロイドを併用することで、ステロイド投与量を減少でき、より副作用の少ない治療薬の開発につながるものであると考えた。

今後の研究の推進方策

本年度の成果により(-)マーキアインとHsp90との結合様式が既存Hsp90阻害薬と異なることが明らかとなった。また、(-)マーキアインはHsp90とPKCδとの結合を阻害するが、Hsp90とGRαとの結合を阻害しないことから、クライアントタンパク選択的Hsp90阻害薬の開発が可能であることが明らかとなった。そこで、(-)マーキアインとHsp90の結合様式をさらに詳細に解析し、Hsp90クライアントタンパク選択的Hsp90阻害薬の創薬につなげていきたいと考えている。また、(-)マーキアインがステロイドの効果を増強することを見出したことから、(-)マーキアインとステロイド薬の併用による副作用の減少効果について明らかにしていきたい。

次年度使用額が生じた理由

物品購入の際、請求額と納入額の差額が生じたため。

次年度使用額の使用計画

４月中に使用予定。

研究成果

• [雑誌論文] Antihistamines suppress upregulation of histidine decarboxylase gene expression with potencies different from their binding affinities for histamine H1 receptor in toluene 2,4-diisocyanate-sensitized rats. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mizuguchi H, Das AK, Maeyama K, Dev S, Shahriar M, Kitamura Y, Takeda N, Fukui H.
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci. 巻: 130 ページ: 212-218
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2016.02.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel benzofuran, 4-methoxybenzofuran-5-carboxamide, from Tephrosia purpurea suppressed histamine H1 receptor gene expression through a protein kinase C-δ-dependent signaling pathway. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shill MC, Mizuguchi H, Karmakar S, Kadota T, Mukherjee PK, Kashiwada Y, Kitamura Y, Nemoto H, Takeda N, Fukui H.
  • 雑誌名: Int Immunopharmacol. 巻: 30 ページ: 18-26
  • DOI: doi: 10.1016/j.intimp.2015.11.021
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 抗アレルギー天然物医薬、苦参の有効成分、(-)マーキアインの分子薬理機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福井 裕行、水口 博之、柏田 良樹、根本 尚夫、北村 嘉章、武田 憲昭
  • 雑誌名: 日本薬理学雑誌 巻: 147 ページ: 148-151
• [雑誌論文] Maackiain is a novel antiallergic compound that suppresses transcriptional upregulation of the histamine H1 receptor and interleukin-4 genes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mizuguchi H, Nariai Y, Kato S, Nakano T, Kanayama T, Kashiwada Y, Nemoto H, Kawazoe K, Takaishi Y, Kitamura Y, Takeda N, Fukui H.
  • 雑誌名: Pharmacol Res Perspect 巻: 3 ページ: 1-13
  • DOI: doi: 10.1002/prp2.166
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The isolation and synthesis of a novel benzofuran compound from Tephrosia purpurea, and the synthesis of several related derivatives, which suppress histamine H1 receptor gene expression (2015)
  • 著者名/発表者名: Shill MC, Das AK, Itou T, Karmakar S, Mukherjee PK, Mizuguchi H, Kashiwada Y, Fukui H, Nemoto H.
  • 雑誌名: Bioorg Med Chem 巻: 23 ページ: 6869-6874
  • DOI: doi: 10.1016/j.bmc.2015.09.049.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Disruption of Heat Shock Protein 90 (Hsp90)-Protein Kinase Cδ (PKCδ) Interaction by (-)-Maackiain Suppresses Histamine H1 Receptor Gene Transcription in HeLa Cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nariai Y, Mizuguchi H, Ogasawara T, Nagai H, Sasaki Y, Okamoto Y, Yoshimura Y, Kitamura Y, Nemoto H, Takeda N, Fukui H.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 290 ページ: 27393-27402
  • DOI: doi: 10.1074/jbc.M115.657023
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] アレルギー性鼻炎発症に関与する細胞内シグナルを標的とした治療戦略の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 水口博之
  • 学会等名: 第89回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-03-10 – 2016-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] Clinical significance of antihistamines and kujin, an anti-allergic kampo medicine. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukui H, Esu T, Mizuguchi H, Kitamura Y, Takedea N
  • 学会等名: 6th International Symposium on Molecular Allergology, ISMA
  • 発表場所: Altis Grand Hotel, Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2015-11-19 – 2015-11-21
  • 国際学会
• [図書] The Receptors (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Fukui, Hiroyuki Mizuguchi, Yoshiaki Kitamura and Noriaki Takeda.
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: Springer Science, NewYork
• [図書] Handbook of Experimental Pharmacology (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Fukui, Hiroyuki Mizuguchi, Hisao Nemoto, Yoshiaki Kitamura, Yoshiki Kashiwada and Noriaki Takeda.
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: Springer Science, NewYork