昆虫由来生理活性物質を利用した新規抗ガン剤開発のための基礎研究

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20380039
• 研究機関: 独立行政法人農業生物資源研究所
• 研究代表者: 山川 稔 独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫科学研究領域, 特任上級研究員 (30183677)
• キーワード: 昆虫 / 抗ガン剤 / 抗微生物ペプチド / 改変 / ガン細胞 / 作用標的 / ミトコンドリア / 細胞内移行

研究概要

本研究は従来の抗ガン剤とは全く作用の異なる新規抗ガン剤開発のための基礎的知見を得ることを目的とする。その目的を達成するための昆虫由来抗微生物タンパク質改変ペプチドの抗ガン作用の解明及び昆虫由来の抗ガン物質の探索を通じ、新規抗ガン剤開発のためのシーズを得ることを具体的目標とした。
平成21年度は新規改変ペプチド(D-ペプチドC2)を合成し、6種類のガン細胞(ヒト子宮頚ガン、ヒト肺ガン、ヒト扁平上皮ガン、マウス骨髄腫、マウス神経膠腫、アフリカミドリザル腎臓ガン)に対する抗ガン活性を測定し、従来のペプチド(D-ペプチドC)と比較を行った。D-ペプチドC2はD-ペプチドCのC末端にアルギニン残基を8個付け加え細胞膜を通過し細胞内へ移行できることを目指したものである。D-ペプチドC2はD-ペプチドCに比べいずれのガン細胞にも低いIC_<50>値(3.4～26.4μM)を示し強い抗ガン活性を示した。また、D-ペプチドC2が細胞内へ移行することを実証するため、ペプチドを蛍光色素で標識しヒト白血病細胞(Jurkat cells)を用いて調べた結果、細胞内へ移行できることが明らかになった。
一方、D-ペプチドC2が細胞内のミトコンドリア膜に直接作用しているかどうかを蛍光色素JC-1を用いて調べたところ、このペプチドが膜を破壊し膜ポテンシャルを消失させていることが明らかとなった。さらに、電子顕微鏡を用いた調査からこのペプチドがJurkat細胞内のミトコンドリアに形態変化を引き起こすことが分かった。またマウス肝臓よりミトコンドリアを抽出し、in vitroにおけるD-ペプチドA,B,C,D及びD-ペプチドC2の影響を540nmにおける吸光度の変化を測定したところ、いずれかのペプチドもミトコンドリア膜の破壊を引き起こす結果となったが、その中でもD-ペプチドC2は一番強い活性を示すことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Multiple functions of short enantiomeric peptides based on beetle defensins (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, T., Ishibashi, J., Kubo, M., Taylor, D., Yamakawa, M.
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 73 ページ: 683-687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-target of enantiomeric 9-mer peptides derived from beetle defensins (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, T., Ishibashi, J., Tanaka, H., Sato, M., Asaoka, A, Taylor, D., Yamakawa, M.
  • 雑誌名: Peptide Science 2008 ページ: 51-54
  • 査読あり
• [学会発表] Mitochondoria disruptive 9-mer peptides conjugated with tumor homing domain : cyclic RGD motif (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, T., Asaoka, A., Yamakawa, M., Ishibashi, J.
  • 学会等名: 第46回ペプチド討論会
  • 発表場所: 北九州国際会議場、北九州市
  • 年月日: 20091104-20091106