• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実施状況報告書

自己組織化ヘパリンナノ粒子が示す抗炎症作用のメカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 15K08071
研究機関京都大学

研究代表者

山下 富義  京都大学, 薬学研究科, 教授 (30243041)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードヘパリン誘導体 / 抗炎症反応 / 数理モデリング / 転写因子 / 因子分析
研究実績の概要

申請者は過去の研究において、ヘパリンの脂肪鎖結合体が自己組織化ナノミセルを形成し、これが薬剤のない単独で抗炎症作用を発揮し、関節炎モデルマウスにて炎症の進行を抑制することを見出した。本研究ではそのメカニズムを解析するために、まず、単球系細胞をLPS刺激した際のマイクロアレイデータをメタ解析し、LPSにより有意に変動する遺伝子を同定した。さらに、それらの遺伝子の転写開始位置上流の転写因子結合領域(TFBS)から確度の高い33個の遺伝子を見出した。実際に、ヒト単球由来細胞THP-1細胞にLPSを作用させ、マルチプレックス法を用いてこれらの各遺伝子の発現変動を測定し、得られた時系列データに対してクラスタリング解析を行った。多くの遺伝子はLPS処理後120分あるいは140分後にピークを向かえ、遅れてピークを迎えた遺伝子にはNF-kappaB関連遺伝子が多く含まれていた。さらに、この遺伝子発現制御因子をS-systemモデルに基づいて定量的に明らかにするために、最小二乗法とスパース因子分析を組み合わせた因子解析アルゴリズムを開発した。各遺伝子発現データを平滑化スプライン補間し数値微分により各時刻における遺伝子発現変化速度を算出し、S-systemモデルに基づいて解析を行ったところ、潜在的転写因子の活性プロファイルとそれらに対する各遺伝子の因子荷重が算出されたさらに、各遺伝子のTFBSとの相関解析から、LPSによって活性変動する転写因子としてNF-kappaB、AP-1、STATの3つが推定された。また、各種ムコ多糖のステアリルアミン結合体を合成し評価を行ったところ、ヘパリンには限らず各種ムコ多糖でもナノ粒子化による抗炎症作用の増強が観察されることが明らかとなった。

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

LPS応答として起こる遺伝子発現変動をネットワークレベルで解析するためにマルチプレックス法を導入し、各遺伝子発現を一斉測定することに成功した。さらに得られたデータを定量的に解析するための新規因子分析法も開発できた。また、各種ムコ多糖の脂肪族アミン結合体の合成に成功し、ヘパリンに限らず各種ムコ多糖の誘導体でも抗炎症作用が認められることを明らかにした。

今後の研究の推進方策

遺伝子発現データのネットワーク解析により同定された転写因子とその下流遺伝子に着目し、ヘパリンおよび各種ムコ多糖の脂肪族アミン誘導体がいずれのパスウェイに対して働き抗炎症作用を示すのかを解析する。

次年度使用額が生じた理由

ヘパリンナノ粒子の抗炎症作用に関する構造活性相関を検討する中、ヘパリン以外のムコ多糖類でも脂肪族アミン修飾による抗炎症作用が同様に確認されたことを受け、その合成研究を展開することとし、経費のかかるin vitro細胞系での時系列データの収集を次年度に纏めて行うことにした。

次年度使用額の使用計画

ヘパリン以外の各種ムコ多糖類のナノ粒子においても詳細なメカニズム解析を行い、それらの構造活性相関を明らかにする。経費は、これを実行するためのin vitro細胞系での評価実験に充当する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Anti-inflammatory effect of self-assembling glycol-split glycosaminoglycan-stearylamine conjugates in lipopolysaccharide-stimulated macrophages2017

    • 著者名/発表者名
      Yanamoto S, Babazada H, Sakai S, Higuchi Y, Yamashita F, Hashida M
    • 雑誌名

      Biol Pharm Bull

      巻: 40 ページ: 540-545

    • DOI

      10.1248/bpb.b16-00928

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 多階層生体機能モデリング・シミュレーション環境を利用した薬物間相互作用の動的シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      山下富義
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(宮城県)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Anti-inflammatory effect of self-assembling glycol-split glycosaminoglycan-stearylamine conjugates in lipopolysaccharide-stimulated macrophages2017

    • 著者名/発表者名
      Shinya Yanamoto, Hasan Babazada, Shinya Sakai, Yuriko Higuchi, Fumiyoshi Yamashita, Mitsuru Hashida
    • 学会等名
      International Symposium on Drug Delivery and Pharmaceutical Sciences: Beyond the History
    • 発表場所
      京都リサーチパーク(京都府)
    • 年月日
      2017-03-09
  • [学会発表] In silico pharmacokinetics: from QSAR to system modeling2017

    • 著者名/発表者名
      Fumiyoshi Yamashita
    • 学会等名
      International Symposium on Drug Delivery and Pharmaceutical Sciences: Beyond the History
    • 発表場所
      京都リサーチパーク(京都府)
    • 年月日
      2017-03-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 薬物間相互作用のin silico予測2016

    • 著者名/発表者名
      山下富義
    • 学会等名
      第37回日本臨床薬理学会学術総会
    • 発表場所
      米子市文化ホール(鳥取県)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2018-01-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi