ウィントシグナル伝達経路制御を目指した天然物ケミカルバイオロジー

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25870128
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 當銘 一文 富山大学, 和漢医薬学総合研究所, 准教授 (80563981)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 天然物化学 / ケミカルバイオロジー / Wntシグナル / シグナル伝達 / 薬学

研究実績の概要

本研究の目的は，ウィントシグナルに作用する新たな天然化合物を見出し，その作用機序を解明することである．培養細胞を用いたルシフェラーゼ試験により，当研究室で構築した植物および放線菌抽出物についてスクリーニングを行い，ウィントシグナルを阻害，または活性化するものを選択し，活性成分の探索を行った．ニガキ科Eurycoma longifoliaより単離したβ-carboline型アルカロイドである9-hydroxycanthin-6-oneは，IC50値6.8μMにおいてウィントシグナルを阻害した．ウェスタンブロットによる関連タンパクレベルの解析により，その阻害メカニズムはCK1α非依存的なGSK3βの活性化であることが示唆された．さらに本化合物はゼブラフィッシュ胚においても阻害作用が確認でき，ウィントシグナルの標的タンパクであるzic2aおよびmitfを減少させた．センダン科Azadirachta excelosaからは新規リモノイド1種とともに，7種のリモノイドを阻害化合物として単離した．とくに7位に水酸基，14，15位にエポキシ基をもつ4種の化合物が強い阻害作用を示した（IC50値120-300 nM）．このうちtrichilin Hについて検討を行ったところ，本化合物はウィントシグナルの転写活性化因子β-cateninを減少させなかったが，本シグナルの標的タンパクc-mycを減少させた．そのほかキョウチクトウ科Tabernaemontana divaricataからはイボガ型アルカロイドを，アオイ科Hibiscus ficlneusからはリグナンを，オオバコ科Scoparia dulcisからはジテルペノイドを活性化合物として単離，同定した．

備考

これまでの研究成果および本研究課題の成果により，2014年日本生薬学会 学術奨励賞を受賞した．

研究成果

• [雑誌論文] 9-Hydorxycanthin-6-one, a β-carboline alkaloid from Eurycoma longifolia, is the first Wnt signal inhibitor through activation of GSK3β without depending on CK1α (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohishi, K.; Toume, K.; Arai, M. A.; Koyano, T.; Kowithayakorn, T.; Mizoguchi, T.; Itoh, M.; Ishibashi, M.
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 11 ページ: in press
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.5b00153
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Scopadulciol, Isolated from Scoparia dulcis, Induces β-Catenin Degradation and Overcomes Tumor Necrosis Factor-Related Apoptosis Ligand Resistance in AGS Human Gastric Adenocarcinoma Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Fuentes, R. G.; Toume, K.; Arai, M. A.; Sadhu, S. K.; Ahmed, F.; Ishibashi, M.
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 11 ページ: 864-872
  • DOI: 10.1021/np500933v
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Limonoids with Wnt signal inhibitory activity isolated from the fruits of Azadirachta excelsa (2015)
  • 著者名/発表者名: Fuentes, R. G.; Toume, K.; Arai, M. A.; Sadhu, S. K.; Ahmed, F.; Ishibashi, M.
  • 雑誌名: Phytochem. Lett. 巻: 11 ページ: 280-285
  • DOI: 10.1016/j.phytol.2015.01.015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Prenylated Flavonoids and Resveratrol Derivatives Isolated from Artocarpus communis with the Ability to Overcome TRAIL Resistance. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toume, K.; Habu, T.; Arai, M. A.; Koyano, T.; Kowithayakorn, T.; Ishibashi, M.
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: 78 ページ: 103-110
  • DOI: 10.1021/np500734t
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Isolation of alkamides with death receptor-enhancing activities from Piper chaba (2015)
  • 著者名/発表者名: Tahmina, H.; Toume, K.; Arai, M. A.; Sadhu, S. K.; Ahmed, F.; Ishibashi, M.
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 90 ページ: 1317-1322
  • DOI: 10.3987/COM-14-S(K)68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of β-indomycinone guided by cytotoxicity tests from Streptomyces sp. IFM11607 and revision of its double bond geometry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsukahara, K.; Toume, K.; Ito, H.; Ishikawa, N.; Ishibashi, M.
  • 雑誌名: Nat. Prod. Commun. 巻: 9 ページ: 1327-1328
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ricinine: A pyridone alkaloid from Ricinus communis that activates the Wnt signaling pathway through casein kinase 1α. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohishi, K.; Toume, K.; Arai, M. A.; Sadhu, S. K.; Ahmed, F.; Mizoguchi, T.; Itoh, M.; Ishibashi, M.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 22 ページ: 4597-4601
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2014.07.027
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Chromomycins A2 and A3 from marine actinomycete with TRAIL resistance-overcoming activity and Wnt signal inhibitory activity (2014)
  • 著者名/発表者名: Toume, K.; Tsukahara, K.; Ito, H.; Arai, M. A.; Ishibashi, M.
  • 雑誌名: Mar. Drugs 巻: 12 ページ: 3466-3476
  • DOI: 10.3390/md12063466
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] メラニン生成にかかわるウィントシグナルを調節する天然物の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 當銘一文
  • 雑誌名: フレグランスジャーナル 巻: 42 ページ: 61-70
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ウィントシグナル調節を目指した生物活性天然物の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 當銘一文，石橋正己
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 52 ページ: 731-741
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Screening study of bioactive natural products that affect on Wnt signaling (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Toume
  • 学会等名: 北京大学医学部薬学院特別講演
  • 発表場所: 北京
  • 年月日: 2015-04-14
• [学会発表] Tabernaemontana divaricataからのWntシグナルを阻害する天然物の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大石健介，當銘一文，荒井緑，S. K. Sadhu，F. Ahmed，石橋正己
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] 放線菌由来新規ベンゾフラン-ナフタレン化合物エルメノールAおよびB (2015)
  • 著者名/発表者名: 益西卓瑪，石川直樹，當銘一文，塚原健太郎，石橋正己
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] Xanthium strumariumからのTRAIL耐性克服作用をもつセスキテルペンラクトン (2015)
  • 著者名/発表者名: U. K. Karmakar，石川直樹，當銘一文，S. K. Sadhu，F. Ahmed，荒井緑，石橋正己
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] Hibiscus ficulneusからのWntシグナル阻害作用をもつ天然物の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 庄野巧，石川直樹，當銘一文，荒井緑，S. K. Sadhu，F. Ahmed，石橋正己
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] Search for bioactive natural products that affect on WNT signaling pathway (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Toume
  • 学会等名: 2014 Joint Symposium of the Natural Products Research Institute at Seoul National University and the Institute of Natural Medicine at University of Toyama
  • 発表場所: ソウル
  • 年月日: 2014-12-10
  • 招待講演
• [学会発表] Scopadulciol, isolated from Scoparia dulcis, overcomes TRAIL resistance in AGS human gastric adenocarcinoma cells (2014)
  • 著者名/発表者名: R. G. Fuentes, K. Toume, M. A. Arai, S. K. Sadhu, F. Ahmed, and M. Ishibashi
  • 学会等名: The Annual Meeting of the Philippine Society for Biochemistry and Molecular Biology
  • 発表場所: フィリピン
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [学会発表] Eurycoma longifolia等からのWntシグナルを阻害する天然物の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大石健介，當銘一文，荒井緑，溝口貴正，伊藤素行，S. K. Sadhu，F. Ahmed，小谷野喬，T. Kowithayakorn，石橋正己
  • 学会等名: 第20回天然薬物の開発と応用シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-05
• [学会発表] New heterocyclic natural products isolated in screening studies on disease and development pathways (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Ishibashi, M. A. Arai, and K. Toume
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Chemical Biology of Natural Products: Target ID and Regulation of Bioactivity
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-10-29
• [学会発表] Calotropis giantea およびXylocarpus granatum からのウィントシグナル阻害成分の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 當銘一文，朴賢英，神谷謙太朗，荒井緑，S. K. Sadhu，F. Ahmed，石橋正己
  • 学会等名: 第56回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] Limonoids from Azadirachta excelsa inhibit Wnt/β-catenin signal (2014)
  • 著者名/発表者名: R. G. Fuentes，荒井緑，小谷野喬，S. K. Sadhu，F. Ahmed，石橋正己
  • 学会等名: 日本生薬学会第61年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-14
• [学会発表] Hibiscus ficulneusからのWnt シグナル阻害作用を持つ天然物の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 庄野巧，當銘一文，荒井緑，S. K. Sadhu，F. Ahmed，石橋正己
  • 学会等名: 日本生薬学会第61年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-14
• [学会発表] Elmenol A and B, new benzofuran-naphthalenes from Streptmyces sp. IFM11 490 (2014)
  • 著者名/発表者名: Yixizhuoma, K. Toume, K. Tsukahara, M. Ishibashi
  • 学会等名: The 8th JSP-CCTCNM-KSP Joint Symposium
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] New aromatic heterocycles with TRAIL resistance overcoming activity isolated from actinomycetes collected in Chiba area (2014)
  • 著者名/発表者名: M. S. Abdelfattah, K. Toume, M. A. Arai, and M. Ishibashi
  • 学会等名: American Society of Pharmacognosy 2014 Annual Meeting
  • 発表場所: Mississippi, U.S.A.
  • 年月日: 2014-08-02 – 2014-08-06
• [学会発表] Calotropin, a cardenolide from Calotropis gigantea, with Wnt signal inhibition activity through increase of casein kinase 1α (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Park, K. Toume, M. A. Arai, S. K. Sadhu, F. Ahmed, M. Ishibashi
  • 学会等名: American Society of Pharmacognosy 2014 Annual Meeting
  • 発表場所: Mississippi, U.S.A.
  • 年月日: 2014-08-02 – 2014-08-06
• [学会発表] メラニン生成に関わるウィントシグナルを制御する天然物の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 當銘一文
  • 学会等名: 第159回フレグランスジャーナルセミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] ウィントシグナルに作用する生物活性天然物の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 當銘一文
  • 学会等名: 第5回ケミカルバイオロジー若手研究者ワークショップ
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-05-29
  • 招待講演
• [備考] 富山大学和漢医薬学総合研究所 資源開発研究部門 生薬資源科学分野
  • URL: http://www.inm.u-toyama.ac.jp/pharmacognosy/index-j.html
• [備考] 千葉大学大学院薬学研究院 活性構造化学研究室
  • URL: http://www.p.chiba-u.jp/lab/kassei/index.html