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2013 年度 実績報告書

再生医療を志向した幹細胞分化を誘導する化合物の創製と脳神経変性疾患治療薬への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23590136
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

須原 義智  芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (30297171)

キーワード脳神経幹細胞 / ニューロン / 分化誘導 / ビタミンK / 誘導体 / 合成 / メナキノン-4 / 再生医療
研究概要

本研究は、アルツハイマー病などの脳神経変性疾患によって失われてしまった脳神経を「再生させる」という考え方に基づき、脳神経の素となる「脳神経幹細胞」を「脳神経細胞(ニューロン)」へ強力に分化させる作用をもつ低分子化合物の開発を行うことを目的としている。すなわち、ニューロンへの分化を従来の再生医療研究で行われている「遺伝子導入」ではなく、安全性の高い「化合物」によって制御・誘導し、脳神経を再生することを目指している。すでに我々は、脂溶性ビタミンのひとつであるビタミンKがニューロン選択的に分化を誘導することを見出しているが、活性が弱いのが課題である。そこで、ビタミンKの側鎖部分を系統的に修飾することによって、より強い分化誘導活性をもつ化合物の創製を行った。
誘導体の設計にあたり、脳は脂溶性の器官であるため作用の増強を期待してビタミンKの側鎖末端部に脂溶性の官能基を導入した誘導体を合成することにした。そこで、脂溶性の官能基としてベンゼン、ナフタレン、ビフェニルを選択した。各誘導体の合成方法は、各種の官能基を導入した側鎖部分を別途合成した後にナフトキノン環とカップリングさせる方法により行った。
合成した化合物群のニューロンへの分化誘導作用の評価は、マウス胎仔大脳由来の神経幹細胞を用いて行った。調製した細胞に各化合物を10-6 Mの濃度で添加し、ニューロンとアストロサイトへの分化誘導作用を検討した。その結果、ニューロンへの分化誘導活性はm-メチルフェニル基をもつ誘導体に最も強い分化誘導作用が見られた。この化合物は天然のビタミンKの2倍の活性を有することが明らかとなった。現在、これらの化合物の作用機序を検討し、得られた情報を基にしてin vivoレベルで効果のある化合物の創製を目指している。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Menadione (vitamin K3) is not only a catabolic product of oral phylloquinone (vitamin K1) in the intestine but also a circulating precursor of tissue menaqunone-4 (vitamin K2) in rats2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Hirota, Naoko Tsugawa, Kimie Nakagawa, Yoshitomo Suhara, Yuri Uchino, Atsuko Takeuchi, Natsumi Sawada, Maya Kamao, Akimori Wada, Takashi Okitsu, Toshio Okano
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 288 ページ: 33071-33080

    • DOI

      10.1074/jbc.M113.477356

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional and structural analysis of influenza virus neuraminidase N3 offers further insight into the mechanisms of oseltamivir resistance2013

    • 著者名/発表者名
      Qing Li, Jianxun Qi, Yan Wu, Hiromasa Kiyota, Kosuke Tanaka, Yoshitomo Suhara, Hiroshi Ohrui, Yasuo Suzuki, Christpher J. Vavricka, George F. Gao
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 87 (18) ページ: 10016-10024

    • DOI

      10.1128/JVI.01129-13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cytochrome P450-Dependent Catabolism of Vitamin K: ω-Hydroxylation Catalyzed by Human CYP4F2 and CYP4F112013

    • 著者名/発表者名
      Katheyne Z. Edson, Bhagwat Prasad, Jashvant D. Unadkat, Yoshitomo Suhara, Toshio Okano, F. Peter Guengerich, Allan E. Rettie
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 52 (46) ページ: 8276-8285

    • DOI

      10.1021/bi401208m

    • 査読あり
  • [学会発表] 側鎖末端にヘテロ原子を導入したビタミン K 誘導体の合成と生物活性評価2014

    • 著者名/発表者名
      坂根里枝,大西創,須原義智
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第66回大会
    • 発表場所
      兵庫県立大学
    • 年月日
      20140613-20140614
  • [学会発表] ニューロンへの分化誘導作用を有する新規ビタミンK誘導体の構造活性相関の検討2013

    • 著者名/発表者名
      須原義智,廣田佳久,坂根里枝,中川公恵,和田昭盛,岡野登志夫
    • 学会等名
      第31回メディシナルケミストリーシンポジウム
    • 発表場所
      アステールプラザ(広島)
    • 年月日
      20131120-20131122
  • [学会発表] ニューロンへの分化を誘導する新規ビタミンK誘導体の開発2013

    • 著者名/発表者名
      須原義智,廣田佳久,高橋良知,高野博庸,池田翔,和田昭盛,中川公恵,岡野登志夫
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第65回大会
    • 発表場所
      一ツ橋会館(東京)
    • 年月日
      20130516-20130517
  • [図書] 改訂版 ビタミンDと疾患2014

    • 著者名/発表者名
      岡野登志雄編
    • 総ページ数
      246
    • 出版者
      医薬ジャーナル社
  • [備考] 芝浦工業大学 システム理工学部 生命科学科 創薬化学研究室

    • URL

      http://www.sic.shibaura-it.ac.jp/~suhara/

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公開日: 2015-05-28  

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