| 研究課題/領域番号 |
16K08299
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
藤田 憲一 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (10285281)
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| 研究分担者 |
臼杵 克之助 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (30244651)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 薬剤排出ポンプ / フェニルプロパノイド / アネトール / クルクミン / ジヒドロジンゲロン / 出芽酵母 |
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| 研究実績の概要 |
フェニルプロパノイド類は、他の薬剤と併用した場合、多剤耐性薬剤排出ポンプ群の遺伝子発現抑制を介して相乗的かつ持続的な抗真菌作用を発揮する。フェニルプロパノイド類の多くは活性酸素種も産生誘導し、これが薬剤排出ポンプ遺伝子発現を抑制する可能性がある。フェニルプロパノイド類について活性酸素種(ROS)に関する構造活性相関を行うとともに、ROSの由来についても検討を行った。その結果、炭化水素側鎖がROS産生誘導と抗菌活性の発現に必須であることがわかった。また、ミトコンドリアDNA欠損によって呼吸不全となったrho0株に対してもフェニルプロパノイド類はROSを産生誘導したことから、誘導されたROSは呼吸鎖由来ではないことがわかった。
平成28年度、フェニルプロパノイド類と構造・物性が類似する物質としてクルクミンに薬剤排出ポンプ抑制活性を見いだしていたが、高い脂溶性のため、応用の範囲が限られることが判明した。今年度はショウガの根茎に含まれるデヒドロジンゲロンに注目した。本物質はクルクミンの1／2の化学構造を持つ水溶性の高い分子である。出芽酵母をデヒドロジンゲロンで単独処理した場合、その生育には全く影響が見られなかったが、一過性の殺菌作用を示すドデカノールとデヒドロジンゲロンを併用した場合、相乗的な抗真菌作用を発揮すること、また、デヒドロジンゲロンは薬剤排出ポンプの活性を抑制していることがわかった。さらに、デヒドロジンゲロンが薬剤排出ポンプの遺伝子発現に影響するか検討した。その結果、ドデカノール処理することで 薬剤排出ポンプPDR5の発現量が増大するが、デヒドロジンゲロンを併用させるとその発現量が低下することが判明した。以上の結果より、デヒドロジンゲロンは出芽酵母の薬剤排出を抑制することでドデカノールの菌体外への排出を抑制し、相乗的抗真菌作用を示すことが示唆された。
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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
アネトールが産生誘導する活性酸素種はミトコンドリア由来でないことが判明した。また独特の芳香があるアネトールや疎水性が極端に高いクルクミンは応用の範囲が限られる。今年度、構造活性相関を行った結果、癖のある臭いがなく水溶性も高い、ショウガ由来のジヒドロジンゲロンにも薬剤排出抑制効果が認められた。現在、後者に関しては論文の投稿を予定している。
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| 今後の研究の推進方策 |
薬剤排出ポンプの調節と酸化ストレスの関係を明らかにしていくために、活性酸素種産生誘導に関する構造活性相関を行った化合物群（デヒドロジンゲロンなども含めて）について、さらに薬剤排出ポンプの活性およびその遺伝子発現に関しても構造活性相関を行う。また前年度の研究でフェニルプロパノイド類が産生誘導する活性酸素種(ROS)はミトコンドリア由来ではないことが判明した。ROSが由来する可能性として細胞膜にあるNADPHオキシダーゼやフェニルプロパノイド自身がP450で代謝されることによって生じた分子もあり得る。まず、NADPHオキシダーゼについては出芽酵母においてNADPHの酸化に関連する酵素はデータベース上で少なくとも338もの候補が存在しており、複数の酵素が本物質群によって誘導されるROS産生に関係していた場合、一つの遺伝子欠損株を用いた実験では結論が出せない可能性がある。従って、非特異的なNADPHオキシダーゼ阻害剤Apocyninなどでも処理して、ROSが誘導されるどうか、またその薬剤排出抑制効果についても検討する。一方、出芽酵母のP450は現在3つ判明しており、そのうち生育に必須でない遺伝子欠損株についてはROS産生誘導量および薬剤排出活性を確認することができる。残りの一つについては、逆に過剰発現株におけるROS産生および薬剤排出活性の状況を調べる予定である。以上の結果より、フェニルプロパノイド類が誘導するROSと薬剤排出抑制活性との相関性について結論できると期待している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
年度末に本実験に用いる菌株を保管しているディープフリーザーが修理不能となり、緊急に本機器を更新することになった。しかしながら、ディープフリーザーは本年度の予算では不足して購入できなかったので、次年度の予算と合わせて、次年度に購入することになった。
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