耐性機序を標的とした抗HIV剤の基礎的研究

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25670255
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 児玉 栄一 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50271151)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: HIV / 薬物相互作用 / 耐性 / 核酸誘導体

研究実績の概要

核酸系逆転写酵素阻害剤(NRTI)はDNA鎖に取り込まれてchain terminatorとしてその後のDNA伸長を停止させる。HIVの多くは、DNA鎖に取り込まれたNRTIをATPによって除去（excision）することによって広範なNRTI耐性を獲得する。本研究ではこの耐性化によって損なわれた薬剤感受性を回復させることを目指して、それを酵素における生化学・薬理学・構造生物学の3分野へ波及・応用することを目的とした基礎研究を行った。
平成25-26年度はアッセイ系を最適化しただけでなく、excisionの効率が細胞内ATP濃度と正の相関がみられることを見出した。また小分子化合物スクリーニングから、効果は弱いもののヒット化合物を同定した。平成27年度は、これらの化合物の類縁化合物を購入し、2次スクリーニングを行い、現在も効果の向上を継続させている。酵素構造学的には、活性中心を含めてATP結合部位の検討を行い、ATPと競合する化合物取得への足掛かりを得ている。HIVに加えて酵素学的に類縁であるB型肝炎ウイルス（HBV）逆転写酵素阻害剤耐性への影響も約2000化合物について検討した。HBVのアッセイは培養上清中に放出されるHBV粒子中に含まれるウイルスゲノムDNA量を定量PCRにて検討し、さらに検討化合物を増やす予定である。また、同様にレトロトランスポゾンに逆転写酵素活性があることから、既存のNRTIを利用してこの活性阻害を検討したところ、マウス胚細胞において細胞分化能が変化することを見出してProc Natl Acad Sci USA誌に報告した。既存および新規薬剤の効果から、これまで知られている主な逆転写酵素に関する酵素学的な特徴を詳細に捉えることができ、耐性を克服することが期待される今後の新規化合物合成展開の方針決定に役立つ情報を得たと同時に胚細胞分化という異分野の研究にも貢献することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Use of a biosyntheticintermediate to explore the chemical diversity of pseudo-natural fungal polyketides. (2015)
  • 著者名/発表者名: Teigo Asai, Kento Tsukada, Satomi Ise, Naoki Shirata, Makoto Hashimoto, Isao Fujii, KatsuyaGomi, Kosuke Nakagawara, Eiichi N. Kodama & Yoshiteru Oshima.
  • 雑誌名: Nature Chemistry 巻: 7（９） ページ: 737-743
  • DOI: doi: 10.1038/nchem.2308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of the DNA polymerase and RNase H activities of HIV-1 reverse transcriptase and HIV-1 replication by Brasenia schreberi (Junsai) and Petasites japonicus (Fuki) components. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisayoshi T, Shinomura M, Yokokawa K, Kuze I, Konishi A, Kawaji K, Kodama E, Hata K, Takahashi S, Nirasawa S, Yasukawa K.
  • 雑誌名: Journal of Natural Medicines 巻: 69（3） ページ: 432-440
  • DOI: doi: 10.1007/s11418-015-0885-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis of a Vpr-Binding Derivative forUse as a Novel HIV-1 Inhibitor. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kyoji Hagiwara, Hideki Ishii, Tomoyuki Murakami, Shin-nosuke Takeshima, NoppornChutiwitoonchai, Eiichi N. Kodama, Kumi Kawaji, Yasumitsu Kondoh, Kaori Honda, Hiroyuki Osada,Yasuko Tsunetsugu-Yokota, Masaaki Suzuki, Yoko Aida.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10（12） ページ: e0145573
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0145573
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Histone chaperone CAF-1 mediatesrepressive histone modifications to protect preimplantation mouse embryos from endogenousretrotransposons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Hatanaka, Kimiko Inoue, Mami Oikawa, Satoshi Kamimura, Narumi Ogonuki, Eiichi N.Kodama, Yasuyuki Ohkawa, Yu-ichi Tsukada, Atsuo Ogura.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A 巻: 112（４７） ページ: 14641-14646
  • DOI: doi: 10.1073/pnas.1512775112.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anti-HIV-1 activitydetermined byb-galactosidase activityin the multinuclear activation ofan indicator assay is comparable with that by a conventional focus counting method. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fusako Miyamoto, Kumi Kawaji, Shinya Oishi, Nobutaka Fujii, Mitsuo Kaku, and Eiichi N.Kodama.
  • 雑誌名: Antiviral Chemistry and Chemotherapy 巻: 24（2） ページ: 77-82
  • DOI: doi: 10.1177/2040206615614164
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり