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2020 年度 実績報告書

がん不均一性の克服に寄与する高活性天然物の探索と機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03394
研究機関千葉大学

研究代表者

石橋 正己  千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (90212927)

研究分担者 高屋 明子  千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (80334217)
原 康雅  千葉大学, 大学院薬学研究院, 助教 (10824625)
荒井 緑  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40373261)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード生理活性 / シグナル伝達 / 生体分子 / 有機化学 / 薬学
研究実績の概要

本研究では,「がん不均一性の克服」に寄与する低分子化合物を天然物から探索することを目的として,幹細胞の自己複製に関わるWnt,およびがん選択的にアポトーシスを誘導するTRAIL,およびエピジェネティック遺伝子転写を制御するポリコーム構成分子の一つであるBMI1のプロモーター阻害作用等に関するスクリーニングを行った.
1)TRAIL耐性胃がん細胞AGSを用いたスクリーニングにより,ミカン科植物Murraya paniculataおよびマメ科植物Acacia mangiumを選別し,前者から10種のクマリン型天然物を,後者からは新規炭素骨格をもつC20テルペノイド化合物acacienoneを単離した.クマリン類にはTRAIL耐性克服作用は認められなかったが,側鎖にエポキシ環を含むクマリン類はWntシグナル阻害作用を示すことが分かった.またacacienoneは,テルペン骨格の4位から3位へメチル基が転位し,さらに13位メチル基が脱離した稀少な炭素骨格をもつ天然物であり,X線結晶解析により化学構造を確定した.
2)Wntシグナル阻害作用に関する細胞アッセイシステムを用いたスクリーニングを行い,センダン科植物Aglaia odorataおよびAmoora cucullataを選別し,両者よりロカグラミド型天然物6種を単離した.そのうちピロリジン環および桂皮酸ユニットを含むジアミド天然物odorineは,ウェスタンブロットの結果,Wntシグナルの転写活性化因子であるβ-cateninおよび標的の一つであるc-Mycのタンパク質発現量を減少させ,定量PCRによりc-MycのmRNAの発現を低下させることがわかった.
3)BMI1に関するスクリーニングにより,キツネノマゴ科植物Andrographis paniculataよりBMI1プロモーター阻害活性を示す一連のジテルペン類を単離した.

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

Wnt,TRAIL,およびBMI1シグナル等に対するスクリーニングを継続して行い,数種の活性化合物を単離した.継続して行っているスクリーニングの結果,さらに複数のヒットサンプル(植物エキスおよび放線菌培養エキス)を見出した.これらからさらに未知の活性天然物が単離されることが期待される.一方,これまでに得られた活性成分に対して,強力な作用を示すものなど,興味深い天然物に対しては,ウェスタンブロットや定量PCR法を用いた作用機構の解析を行い,シグナル経路を構成するタンパク質やmRNAの増減等に関する知見が得られた.

今後の研究の推進方策

Wnt,TRAIL,およびBMI1シグナル等に対するスクリーニングをさらに継続して行っていく.一方で,これまでにも,植物エキスおよび放線菌培養エキスから興味深い活性を示すヒットサンプルがすでに見つかっているので,活性成分の探索をさらに詳細にすすめていく.また,これまでに単離した天然物の中で,興味深い作用を示した活性成分を数種選別し,それらについての作用メカニズムを分子レベルで解析する実験をさらに進展させ,活性化合物の作用点や標的分子を解明するための実験方法を検討し実施する.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Acacienone, a terpenoid-like natural product having an unprecedented C20 framework isolated from Acacia mangium leaves2021

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Hara, Yuichi Totsugi, Hiroshi Ichikawa, Shinji Harada, Kazuki Fujii, Firoj Ahmed, Samir K. Sadhu, Midori A. Arai, Masami Ishibashi
    • 雑誌名

      Journal of Natural Medicines

      巻: 75 ページ: 99-104

    • DOI

      10.1007/s11418-020-01457-y

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cadinane sesquiterpenoids isolated from Santalum album using a screening program for Wnt signal inhibitory activity2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Sato, Midori A. Arai, Yixizhuoma, Yasumasa Hara, Takashi Koyano, Thaworn Kowithayakorn, Masami Ishibashi
    • 雑誌名

      Journal of Natural Medicines

      巻: 74 ページ: 476-481

    • DOI

      10.1007/s11418-019-01380-x

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Target protein-oriented isolation of Hes1 dimer inhibitors using protein based methods2020

    • 著者名/発表者名
      Midori A. Arai, Kaori Morita, Haruka Kawano, Yuna Makita, Manami Hashimoto, Akiko Suganami, Yutaka Tamura, Samir K. Sadhu, Firoj Ahmed, Masami Ishibashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 1381

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58451-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Isolation and evaluation of cardenolides from Lansium domesticum as Notch inhibitors2020

    • 著者名/発表者名
      Anna Tsuchiya, Yoshinori Makita, Takashi Koyano, Thaworn Kowithayakorn, Masami Ishibashi, Midori A. Arai
    • 雑誌名

      Journal of Natural Medicines

      巻: 74 ページ: 758-766

    • DOI

      10.1007/s11418-020-01432-7

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Total synthesis of lindbladione, a Hes1 dimerization inhibitor and neural stem cell activator isolated from Lindbladia tubulina2020

    • 著者名/発表者名
      Midori A. Arai, Yuna Makita, Yumi Yamaguchi, Haruka Kawano, Akiko Suganami, Yutaka Tamura, Masami Ishibashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 21433

    • DOI

      10.1038/s41598-020-78524-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 関節リウマチ由来滑膜細胞に選択的にアポトーシス経路を誘導する天然物の探索2020

    • 著者名/発表者名
      山崎秀太,原康雅,小谷野喬,T. Kowithayakorn,石橋正己
    • 学会等名
      第64回日本薬学会関東支部大会
  • [学会発表] Andrographis paniculataからの BMI1 プロモーター阻害作用を示す天然物の探索2020

    • 著者名/発表者名
      藤井一樹,荒井緑,原康雅,S. K. Sadhu,F. Ahmed,石橋正己
    • 学会等名
      第64回日本薬学会関東支部大会
  • [学会発表] ヘテロ環含有ロカグラミド誘導体の合成とがん細胞への効果2020

    • 著者名/発表者名
      蒔田吉功,荒井緑,石橋正己
    • 学会等名
      第62回天然有機化合物討論会
  • [学会発表] 放線菌と動物細胞の共培養による未知天然物創製技術の開拓2020

    • 著者名/発表者名
      石橋正己
    • 学会等名
      生合成リデザイン第九回公開シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Search for new natural products from pathogenic actinomycetes of the genus Nocardia by co-culture with animal cells2020

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Hara, Midori A. Arai, Takashi Yaguchi, Masami Ishibashi
    • 学会等名
      2nd German-Japanese Symposium on Natural Product Biosynthesis
  • [図書] "5.2.1アミノ酸,ペプチドおよびタンパク質",化学便覧基礎編改訂6版5.2節「生体物質の性質」2021

    • 著者名/発表者名
      石橋正己
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      丸善
    • ISBN
      978-4621305218
  • [図書] "Target protein-oriented natural products isolation methods", Comprehensive Natural Products Chemistry Ⅲ, Chemistry & Biology2020

    • 著者名/発表者名
      Midori A. Arai, Masami Ishibashi
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      978-0-08-102691-5
  • [備考] 活性構造化学研究室

    • URL

      http://www.p.chiba-u.jp/lab/kassei/index.html

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公開日: 2021-12-27  

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