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2019 年度 実績報告書

低酸素応答シグナルを制御する生物活性物質に関するケミカルバイオロジー

研究課題

研究課題/領域番号 19H02840
研究機関京都大学

研究代表者

掛谷 秀昭  京都大学, 薬学研究科, 教授 (00270596)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードケミカルバイオロジー / 低酸素誘導因子 / 抗がん剤 / 天然物化学 / 分子プローブ
研究実績の概要

がん細胞の特徴として、細胞の不死化、浸潤・転移の活性化、増殖シグナルの持続、血管新生の誘導、細胞内エネルギー代謝異常などがあげられる。乳がん、腎がんなどの固形がん組織もこれらがん細胞特有の性質を有するものが多く、十分な酸素が供給されない低酸素状態に曝されている。低酸素ストレスに曝された細胞が適応応答するメカニズムの主役を担っているのが、転写因子の一つである低酸素誘導因子(hypoxia-inducible factors: HIFs)である。本研究課題では、研究代表者が見出した低酸素応答シグナルを制御する生物活性物質の構造活性相関研究や作用機序解析研究を中心に、ケミカルバイオロジー研究を行う。
特に、がん細胞の低酸素応答と悪性形質を担う主役である低酸素誘導因子HIFsの中で、HIF-2に関する研究は特異的阻害剤がないために立ち遅れている。そこで、当研究室が保有する化合物ライブラリー(微生物・薬用植物・カイメン由来の天然有機化合物や合成化合物等)を探索源に、HIF-2阻害物質のスクリーニング研究を行った。その結果、微生物代謝産物由来の化合物Xを見出し、化合物Xは濃度依存的にHIF-2の転写活性を抑制することを明らかにした。そこで、化合物Xの各種類縁化合物を単離・精製し、HIF-2阻害活性における構造活性相関研究を行った。その結果、HIF-2阻害活性重要な化合物Xのファーマコホア情報を得ることができた。一方、ヒト腎がん細胞株の細胞増殖に与える化合物Xの影響等を検討し興味深い知見を得ることができた。

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

がん細胞の低酸素応答と悪性形質を担う主役である低酸素誘導因子HIFsにおいて、特にHIF-2に対して阻害活性を有する化合物Xを見出すとともに、阻害活性発現に重要なファーマコホアを明らかにした。

今後の研究の推進方策

引き続き、下記の2つの研究項目について推進する。
1. 化合物XのHIF-2機能阻害活性におけるさらなる構造活性相関研究
2. 化合物XのHIF-2機能阻害メカニズムの解析研究及び化合物X結合タンパク質の探索・同定研究

備考

(1)は、本研究代表者の主宰研究室ホームページ

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ジョンズホプキンス大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ジョンズホプキンス大学
  • [国際共同研究] トロント大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      トロント大学
  • [雑誌論文] Total synthesis and antimicrobial activity of tumescenamide C and its derivatives.2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, N., Kaneko, K., Kakeya, H.
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 85 ページ: 4530-4535

    • DOI

      10.1021/acs.joc.9b03516

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase L1 promotes hypoxia-inducible factor 1-dependent tumor cell malignancy in spheroid models.2020

    • 著者名/発表者名
      Li, X., Hattori, A., Takahashi, S., Goto, Y., Harada, H., Kakeya, H.
    • 雑誌名

      Cancer Sci.

      巻: 131 ページ: 239-252

    • DOI

      10.1111/cas.14236

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total synthesis of verucopeptin, an inhibitor of hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1).2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, N., Hayashi, H., Poznaks, V., Kakeya, H.
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 55 ページ: 11956-11959

    • DOI

      10.1039/c9cc06169j

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation, structure elucidation and conformational regulation of myropeptins, lipopeptides from a fungus Myrothecium rodium.2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, A., Nishimura, S., Suzuki, T., Hattori, A., Dohmae, N. Kato, T., Kakeya, H
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 21 ページ: 7524-7528

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b02801

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical interaction of cryptic actinomycete metabolite 5-alkyl-1,2,3,4-tetrahydroquinolines through aggregate formation.2019

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama, R., Nakatani, T., Nishimura, S., Takenaka, K., Ozaki, T., Asamizu, S., Onaka, Y., Kakeya, H.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 ページ: 13486-13491

    • DOI

      10.1002/anie.201905970

    • 査読あり
  • [学会発表] Continuing Fascination with Discovery Science: Phenotypic Screening to Chemical Biology.2020

    • 著者名/発表者名
      Kakeya, H.
    • 学会等名
      Mona Symposium 2020: Natural Product Chemistry and Medicinal Chemistry.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chemical comunication research toward the development of useful chemical probes.2019

    • 著者名/発表者名
      Kakeya, H.
    • 学会等名
      The 4th A3 Roundtable Meeting on Asia Chemical Probe Research
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Natural products-prompted chemical biology: Phenotypic screening and a new platform for target identification.2019

    • 著者名/発表者名
      Kakeya, H.
    • 学会等名
      The 6th Tishler-Omura Sympoium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Highly sensitive labeling reagents inspired by a scarce marine natural product.2019

    • 著者名/発表者名
      Kuranaga, T., Kakeya, H.
    • 学会等名
      10th Korea-Japan Chemical Biology Symposium.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有用生物活性リガンドの開発を志向した化学コミュニケーション研究2019

    • 著者名/発表者名
      掛谷秀昭
    • 学会等名
      有機合成のニュートレンド2020(有機合成化学協会関西支部主催)
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物間化学コミュニケーションの理解と有用生物活性リガンドの開発2019

    • 著者名/発表者名
      掛谷秀昭
    • 学会等名
      新学術領域研究「化学コミュニケーションのフロンティア」・第6回公開シンポジウム.
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物間化学コミュニケーションの利活用による新規有用生物活性リガンドの開発研究2019

    • 著者名/発表者名
      掛谷秀昭
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本細胞生物学会 合同年次大会
    • 招待講演
  • [図書] くすりの科学知識:薬のしくみと、奥深き創薬の世界2019

    • 著者名/発表者名
      掛谷秀昭(監修)
    • 総ページ数
      175
    • 出版者
      ニュートンプレス
    • ISBN
      978-4-315-52189-4
  • [備考] 京都大学大学院薬学研究科 医薬創成情報科学専攻 システムケモセラピー(制御分子学)分野

    • URL

      http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/sc-molsci/

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公開日: 2021-01-27  

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