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2023 年度 実績報告書

病原微生物の「浸潤進化」に学ぶ休眠遺伝子活性化と創薬シード分子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 21H02639
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

荒井 緑  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40373261)

研究分担者 齋藤 駿  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20846117)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード天然物 / 休眠遺伝子 / 共培養 / マクロファージ / 免疫抑制作用 / 病原真菌
研究実績の概要

放線菌や真菌は,多くの有用な化合物を提供してきた.しかしながらその遺伝子は2割程度しか働いておらず,新たな新規天然物を生産するであろう生合成遺伝子が眠ったままの休眠遺伝子であることがわかっている.我々は近年,病原放線菌と動物細胞の共培養法を開発し,休眠遺伝子活性化に成功している.この新規手法は,病原微生物が動物に感染する際の状況を再現し,疑似感染状態を模倣したもので,国内外でも初めての例であり独創的で新規性が高い.本研究では,本共培養法を病原真菌にも応用し,新たな共培養特異的化合物を見いだし,その生産機構に迫ることを目的とした.
千葉大学真菌医学研究センターが保有する臨床検体から分離された病原真菌と免疫細胞(マウスマクロファージ様細胞)を様々な条件下共培養を行った.細胞のみの培養,菌のみの培養および,共培養の際の化合物生産をHPLCで比較し,共培養特異的化合物を見いだした.
本年度は,これまでに見いだしてた休眠遺伝子活性化のメカニズム解明を中心に行った.病原真菌 Aspergillus terreusと急性単球性白血病細胞の共培養では,新規ブチロラクトン類縁体が得られ,ブチロラクトン類縁体は,マクロファージによる一酸化窒素(NO)の産生を抑制する.細胞との相互作用メカニズムを検討した結果,病原真菌Aspergillus terreusはマクロファージの細胞形態を認識して物理的接触により活性化されていることが示唆された.病原真菌 Aspergillus fumigatusとマウスマクロファージ細胞との共培養では,天然物として初のfumigatinolactoneを与えるが,この化合物はマクロファージの培養上清に真菌が反応して生産されており,細胞の出すreactive oxygen species (ROS)などが鍵となっていることが示唆された.

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 3-Hydroxy-3-(2-oxopropyl) indolin-2-one, a product of a human-derived Enterocloster strain, is an inhibitor of nitric oxide production2024

    • 著者名/発表者名
      Saito, S.; Banno, T.; Arai, M. A.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 88 ページ: 316-321

    • DOI

      10.1093/bbb/zbad172

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Notch activator cyclopiazonic acid induces apoptosis in HL-60 cells through calcineurin activation2024

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, S.; Saito, S.; Narushima, Y.; Kodani, S.; Kagaya, N.; Suenaga, H.; Shin-ya, K.; Arai, M. A.
    • 雑誌名

      J. Antibiot.

      巻: 77 ページ: 30-38

    • DOI

      10.1038/s41429-023-00673-4

    • 査読あり
  • [学会発表] 病原真菌と動物細胞の共培養による共培養特異的化合物の取得、およびその産生メカニズム2024

    • 著者名/発表者名
      荒井緑
    • 学会等名
      日本微生物資源学会,公益財団法人発酵研究所 学会・研究部会助成 公開シンポジウム「微生物リソース整備とその利活用:現状と今後の展望」
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然物に学ぶケミカルバイオロジー研究2023

    • 著者名/発表者名
      荒井緑
    • 学会等名
      第35回万有札幌シンポジウム「有機合成の限界を超える」
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然物に学ぶケミカルバイオロジー研究2023

    • 著者名/発表者名
      荒井緑
    • 学会等名
      第31回千葉大学大学院薬学研究院 薬友会生涯教育セミナー・宮木高明記念講演会「基礎から創薬へ」
    • 招待講演
  • [学会発表] 合成とものとりが拓く天然物ケミカルバイオロジー2023

    • 著者名/発表者名
      荒井緑
    • 学会等名
      Visionary農芸化学100シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 合成とものとりが拓く天然物ケミカルバイオロジー2023

    • 著者名/発表者名
      荒井緑
    • 学会等名
      第18回有機合成化学談話会
    • 招待講演
  • [備考] 荒井研究室HP

    • URL

      https://keiochembio.com

  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/mido_arai

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公開日: 2024-12-25  

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