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2020 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、昨年度に引き続き、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。一方、これまでの研究過程で、微生物代謝産物由来の化合物Xが濃度依存的にHIF-2の転写活性を抑制することを明らかにしている。そこで、化合物Xの作用機序解析を目指した分子プローブの設計・創製を志向して、化合物Xの全合成研究にも着手し、当該化合物の各フラグメントの合成経路を確立した。また、引き続き、ヒト腎がん細胞株における化合物Xの影響等を検討し、作用機序に関する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の各フラグメントの合成経路を確立するとともに、作用機序に関する興味深い知見を得た。

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構造活性相関研究及び分子プローブの設計・創製
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

    (13件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] 浙江大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      浙江大学
  • [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] Amycolapeptins A and B, cyclic nonadepsipeptides produced by combined-culture of Amicolatopsis sp. and Tsukamurella pulmonis2021

    • 著者名/発表者名
      Pan, C., Kuranaga, T., Cao, X., Suzuki, T., Dohmae, N., Shinzato, N., Onaka, H., Kakeya, H
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 86 ページ: 1843-1849

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c02660

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Longicatenamides A-D, two diastereomeric pairs of cyclic hexapeptides produced by combined-culture of Streptomyces sp. KUSC_F05 and Tsukamurella pulmonis TP-B05962021

    • 著者名/発表者名
      Jiang, Y., Matsumoto, T., Kuranaga, T., Lu, S., Wang, W., Onaka, H., Kakeya, H
    • 雑誌名

      J. Antibiot.

      巻: 74 ページ: 307-316

    • DOI

      10.1038/s41429-020-00400-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly sensitive labeling reagents for scarce natural products2020

    • 著者名/発表者名
      Kuranaga, T., Minote, M., Morimoto, R., Pan, C., Ogawa, H., Kakeya, H
    • 雑誌名

      ASC Chem. Biol.

      巻: 15 ページ: 2499-2506

    • DOI

      10.1021/acschembio.0c00517

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Curcumin beta-D-glucuronide (CMG) exhibits anti-tumor effects on oxaliplatin-resistant colon cancer with less toxicity2020

    • 著者名/発表者名
      Ozawa-Umeta, H., Kishimoto, A., Imaizumi, A., Hashimoto, T., Kakeya, H., Kanai, M
    • 雑誌名

      Cancer Sci.

      巻: 111 ページ: 1785-1793

    • DOI

      10.1111/cas.14383

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Different localization of lysosomal-associated membrane protein 1(LAMP1) in mammalian cultured cell lines2020

    • 著者名/発表者名
      Baba, K., Kuwada, S., Nakao, A., Li, X., Okuda, A., Nishida, A., Matsuda, S., Fukuoka, N., Kakeya, H., Kataoka, T
    • 雑誌名

      Histochem. Cell. Biol.

      巻: 153 ページ: 199-213

    • DOI

      10.1007/s00418-019-01842-z

    • 査読あり
  • [学会発表] ピラゾール骨格を有する新規低酸素誘導因子HIF-1阻害剤の開発研究2021

    • 著者名/発表者名
      酒井麻利奈, 高橋伸明, 古谷 裕, 鈴木健裕, 堂前 直, 小林清香, 服部 明, 原田 浩, 掛谷秀昭
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
  • [学会発表] 自然に学ぶ生理化学研究:分子プローブ開発と創薬2020

    • 著者名/発表者名
      掛谷秀昭
    • 学会等名
      京都大学学際融合教育推進センター・生理化学研究ユニット第10回公開シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Discoveryof sulfur-containing cyclic lipopeptides thioamycolamides A-E, producedby the rare ctinomycete Amycolatopsis sp.2020

    • 著者名/発表者名
      Pan, C., Kuranaga, T., Liu, C., Lu, S., Shinzato, N., Kakeya, H
    • 学会等名
      The 62nd Symposium on the Chemistry of Natural Products
  • [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

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

  • [産業財産権] 含窒素複素環式化合物2020

    • 発明者名
      1)掛谷秀昭, 酒井麻利奈, 古谷 裕
    • 権利者名
      1)掛谷秀昭, 酒井麻利奈, 古谷 裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-209649

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公開日: 2021-12-27  

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