| 研究課題/領域番号 |
20K07123
|
|---|
| 研究機関 | 公益財団法人微生物化学研究会 |
|---|
研究代表者 |
和田 俊一 公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所, 研究員 (40450233)
|
|---|
| 研究分担者 |
奈良岡 征都 弘前大学, 医学部附属病院, 講師 (10455751)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | くも膜下出血 / トレハロサミン / trehalosamine / トレハロース / レンツトレハロース / 抗酸化物質 / 食品植物 / 放線菌 |
|---|
| 研究実績の概要 |
くも膜下出血合併症の予防、治療薬の開発を目指して検討を行っている。対象化合物として、既に保有しているトレハロース類縁体化合物群と、新たに探索から行う抗酸化物質に注目している。トレハロース類縁体については、ここ数年は主に放線菌由来の4-トレハロサミン (4-trehalosamine) について検討を行ってきた。安定性の高さや、大量生産法の開発、高分子や細胞の保護効果などについて検討し、また、標識体や界面活性剤などの誘導体化合物を開発し、それぞれの機能について評価を行った。2021年度はこれらについて結果をまとめ、特許出願し、論文発表を行った。4-トレハロサミンは、哺乳類体内で安定性が高く、高分子や細胞の保護効果が高いことから、脳保護剤として有用なものと期待される。またIMCTA-C14をはじめ、幾つかの誘導体化合物は他のトレハロース類に比べてオートファジー誘導作用が1000倍以上強く、回復期における組織再生を促進する薬剤として期待される。一方、抗酸化物質に関しては、食品植物溶媒抽出液ライブラリーを作製し、探索源として使用してきた。抗酸化活性の評価系としては、赤血球成分により処理した神経系培養細胞株内の活性酸素レベルを検出蛍光試薬により評価する系を構築し、活性酸素レベルの上昇を抑えるサンプルの探索や精製した抗酸化物質の評価に使用している。現在までに、培養細胞レベルで、ポジティブコントロールのエダラボンより強い活性を示す化合物が３つ得られている。培養細胞で有効性が確認された抗酸化物質に関しては、微生物化学研究所動物施設においてマウスでの有効性を検討し、その後、弘前大学の分担研究者がラットやウサギでより高度な動物実験による評価を行う予定である。弘前大学でのラットやウサギでのくも膜下出血モデル系は構築済みであるが、微生物化学研究所動物施設におけるマウスの評価系は現在構築中である。
|
| 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
トレハロース類縁体化合物については、発酵生産量が多く安定供給が可能な4－トレハロサミンを主な検討対象と考え、まずは基本的な性質について調べた。4－トレハロサミンは、マウス体内でほとんど分解されず、一部が吸収されて血中を循環したのち、尿から排泄されることが確認された。また、高分子や微生物の乾燥時における保護作用が、トレハロースと同等かむしろ少し強いことが確認された。さらに、新たな機能として中性付近での強いpH緩衝作用が確認された。IMCTA-C14を始めとする幾つかの４－トレハロサミン誘導体化合物では、トレハロースに比べて1000倍以上強いオートファジー誘導作用が確認された。これらの特性から、4－トレハロサミンやIMCTA-C14は、くも膜下出血合併症予防、治療効果があるものと期待された。また、これらの結果についてまとめ、特許出願、論文発表を果たした。現在、弘前大学において、ラットのくも膜下出血モデルに対する、４－トレハロサミン、IMCTA-C14、およびレンツトレハロースAの治療効果を検討中である。一方、抗酸化物質に関しては培養細胞の評価系により、ポジティブコントロールのエダラボンより活性の強い3つの化合物を得ている。それらも今後の開発対象として考えているが、現在もそれらに続く新たな高活性抗酸化物質の探索を続けている。動物実験に関しては、弘前大学において、ウサギやラットのくも膜下出血モデルの系は確立されているものの、それらの動物では使用できる匹数に限りがあり、評価できる化合物数も限られる。そこで現在、微生物化学研究所動物施設において、多サンプルを短時間で評価することのできる、マウス脳内出血モデルの系を開発中である。現在はまだ結果に個体差が大きく見られるため、化合物の効果を評価するためには多数の個体が必要となっているが、この点について改善すべく、現在検討中である。
|
| 今後の研究の推進方策 |
トレハロース類縁体化合物に関しては、現在弘前大学で行っているラットのくも膜下出血モデルの治療実験の結果を見て今後の方針を判断する。トレハロース類縁体化合物のいずれかで有望な結果が見られるようであれば、投与量や投与間隔の検討や誘導体化合物の合成と評価を行う。いずれのトレハロース類にも有望な活性が見られない場合には、今後はエダラボンを凌ぐ抗酸化物質の発見、開発を目指すことに専念する。抗酸化物質については、これまで通り、培養細胞の評価系をファーストスクリーニングとして探索を続け、一つでも多くの強い活性を示す抗酸化物質を発見し、単離精製する。また、これまでは食品植物からの探索を行ってきたが、今後は微生物化学研究所が多数保有する微生物培養抽出物や精製代謝産物からの探索も進めていく。弘前大学でのラットやウサギを用いた実験系で評価を行う化合物を少数に絞っていくために、微生物化学研究所動物施設でのマウスによる評価系の早期の開発が望まれる。当面は、個体差が少なく、ポジティブコントロールとしてのエダラボンに十分な治療効果が見られるマウスの脳内出血モデル系の立ち上げに力を入れる。系が立ち上がるようであれば、培養細胞評価系において優れた活性を示した複数の化合物を評価し、弘前でのより高度な動物実験に進める。マウスの脳内出血モデル系がうまく立ち上がらない場合でも、薬剤投与後、脳内の血液を灌流洗浄したのち、脳抽出液をLC-MSにより評価するなどして、薬剤の血液脳関門通過性や脳移行性について評価できるようにする。動物実験において優れた活性を示した物質については、微生物化学研究所有機合成研究部により、より優れた活性を示す誘導体の開発を行う。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
繰り越しは若干生じたものの、額は小さく、予定からの誤差の範囲と考えている。日常的に使用する消耗品の購入により年度内に使用しきることも可能であったが、保管場所や使用期限について考え、繰り越すこととした。2022年度の経費は、昨今の物価上昇を考慮すると、申請時の予定より高くなるものと予想され、繰り越し分は差額分の補填で消費されるものと思われる。
|
