| 研究課題/領域番号 |
20K06550
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| 研究機関 | 武蔵野大学 |
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研究代表者 |
堅田 利明 武蔵野大学, 薬学部, 教授 (10088859)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 細胞内シグナル伝達系 / 感染症 / p21-activated kinase |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、真菌の病原性獲得機構の分子基盤の理解と新たな抗真菌薬の標的探索に向けて、真菌の形態変化と細胞増殖に関わるシグナル受容・応答機構を解明する。真菌の病原性獲得といった新しい視点から、ヒトとは異なるシグナル伝達系に創薬標的を求める探索研究は、的確なアプローチであり、新奇性・独創性の高いものである。これまでに病原性真菌のモデルとして皮膚糸状菌のRac及びCDC42が菌糸成長に寄与することが明らかとなっている。また、ヒトRac1及びヒトCDC42の阻害剤が皮膚糸状菌の胞子からの発芽及び菌糸成長の抑制を引き起こすとともにin vitroでグアニンヌクレオチド交換因子（GEF）によるRac及びCDC42の活性化を抑制する活性を見出している。さらに、Rac及びCDC42の下流分子候補として2種類のp21-activated kinases (PAKs)遺伝子について欠損株もしくは条件発現抑制株を作出し、菌糸成長への寄与を検討したところ、そのうち一種類の欠損株で菌糸成長の顕著な抑制が見られている。本年度は、ヒトPAK阻害剤による真菌菌糸成長抑制効果を検討し、複数のPAK阻害剤が皮膚糸状菌の菌糸成長を阻害することを見出した。それら阻害剤の中でヒトCDC42-PAK1相互作用を阻害するIPA-3のin vitroでの活性を評価するため、Rac-PAK相互作用の阻害活性をプルダウンアッセイで評価し、IPA-3が真菌Rac-PAK相互作用を抑制することを見出した。これらの結果から、Rac及びCDC42及びPAKを化合物を用いて抑制することで、病原性真菌の菌糸成長を抑制できることが示唆された。
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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
本研究では、生化学、遺伝学、及び細胞生物学的な手法を用いて、真菌の病原性獲得において鍵となるシグナル伝達系の分子基盤を解明する。病原性真菌の形態形成は、宿主に対する病原性に関与する。そこで本年は計画どおり、Rac及びCDC42の相互作用因子について解析を進めた。プルダウンアッセイでPAK Cla4が相互作用因子として同定されたことから、PAKの阻害剤について細胞形態への影響を検討した。6種類のPAK阻害剤のうち、2種類で胞子の発芽の抑制が見られ、菌糸成長を阻害することが判明した。また、上記阻害剤のうちIPA-3はin vitroでのRac-Cla4相互作用を定量的に阻害することを明らかにした。さらに、Cla4遺伝子の欠損株ではIPA-3による菌糸成長の抑制が見られなかったことから、IPA-3がin vivoでもCla4を標的とすることが示唆された。以上のことから、本研究は菌糸成長を制御する細胞内シグナル伝達系の解明に向け順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、各タンパク質について、以降のアッセイに必要な大量発現系の構築を進める。Rac及びCDC24の活性ドメインは比較的容易に発現可能だが、CDC42及びPAK Cla4タンパク質については安定的な発現系構築や大量発現に向けた条件検討が必要である。また、得られたPAK阻害剤の誘導体などを用いて、更に活性の高い阻害剤の探索も進めていく予定である。さらに、本研究課題について学会発表や論文化による社会への公開を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
おおよそ計画通り執行することができたが、一部、コロナウイルス感染症対応により研究が滞る面があり、執行金額が少なくなった。次年度の計画には大きな変更はない。
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