生体内分子科学

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12NP9301
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 鈴木 正昭 岐阜大学, 工学部, 教授 (90093046)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 誠二 関西医科大学, 医学部, 教授 (80201325) ; 松田 彰 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (90157313) ; 渡辺 恭良 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (40144399) ; 長野 哲雄 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (20111552) ; 袖岡 幹子 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (60192142)
• Keywords: プロスタグランジン / PET / in vivo / イメージング / 脳 / 分子プローブ / 有機合成 / 受容体リガンド

Research Abstract

本研究プログラムでは、低分子有機化合物により生体機能の制御を実現する「分子プローブ概念」のもと、機能発現機構の分子レベルでの研究から個体レベルへの応用をめざし、有機合成化学者とin vivo指向型生物系研究者の連携による化学/生物学融合型新学際的連携プロジェクトを展開するための基盤を構築することを目的とした。関連諸分野の専門家を結集し、異分野の研究者間の綿密かつ有機的な情報交換のため、2回の研究準備会議を行うとともに、外部研究者らを交えて総合シンポジウムを開催した(平成12年11月30日、参加者110人)。研究状況については冊子として取りまとめ、本研究分担者のみならず関連研究者に配付し、その情報を公開した。これらの活動を通じて研究分担者同士および関連研究者との間での有意義な意見の交換、相互評価が行われ、次の学祭研究へと展開する準備が整った。
なお、以下に設定された課題についてのこれまでの主な具体的成果を箇条書きにした。
(1)高次脳機能の解析と制御法について: 設計したグルタミン酸トランスポーターブロッカーを基にアフィニティカラム担体およびシナプス伝達解析のための光感受性caged-TBOAを創製(島本)。ノシスタチンがノシセプチンやPGなどによる痛覚反応に鎮痛効果を示すことを証明(伊藤)。神経細胞におけるSCG10関連分子の微小管との結合ドメインを同定、崩御制御に重要なリン酸化制御部位を決定(森)。神経保護作用を示す新規PGI_2受容体リガンド15R-TICのC-11核ラベル体の創製とその活用によるヒト脳内IP2受容体のイメージングに成功(鈴木、渡辺)。15R-TICの10倍の活性を持つ15-deoxy-TICを創製(鈴木)。
(2)脳機能の保護と可塑性促進研究について: PG受容体EP3の細胞内情報伝達系を解析し、神経突起の退縮や神経伝達物質の遊離の阻害、神経可塑性や神経伝達の調節などに関与していることを証明(根岸)。ラット脳組織切片を用いたポジトロンイメージングシステムを確立し、神経細胞における障害発生機序の解明と治療法開発に有用な情報を獲得(米倉)。神経突起伸展促進作用および神経細胞死抑制作用を示す新規化合物NEPP10とNEPP11を創製し、PET研究に向けた分子設計を開始(古田、鈴木、渡辺)。
(3)細胞増殖・分化制御機構の解明と細胞周期制御理論について: 核内 受容体RARとRXRに選択的に作用し、レチノイド作用を制御する新規リガンドHX630、PA024とHX531を創製(影近)。新規核内アンドロゲン受容体リガンドおよび関連酵素阻害剤を創製(橋本)。分子認識に関与するTag分子を導入した超効率アフィニティー分離技術を確立し、免疫増強活性複合糖質リピドAの高効率合成に成功(深瀬)。制癌PG類がp21サイクリンキナーゼ阻害タンパク質の発現により癌細胞の細胞周期をG1期で停止させることを証明、DNAチップにより遺伝子発現解析に着手(鈴木、油谷)。
(4)薬物耐性および解毒に関わる輸送機構の解明と制御について: 薬物輸送ポンプMRP1/GS-Xポンプの阻害剤を設計・合成し、癌細胞の制癌PGに対する感受性を飛躍的に高めることに成功、ポンプの光親和性標識にも成功(鈴木、古田)。
(5)セカンドメッセンジャーのin vivoシグナル解析法について: 骨格筋収縮連関プロセスの評価法の確立、生理的カルシウムイオン放出制御機能プローブの創製(池本、鈴木)。蛍光スペクトルにより細胞内のタンパク質リン酸化を定量的にリアルタイムで観察するモニター系の開発(萩原)。一酸化窒素(NO)を培養細胞および生体組織切片から捕捉しイメージ化できるプローブDAF-2の開発に成功(長野)。両特異性プロテインホスファターゼVHRの特異的阻害剤RK-682の結合様式を解明し、さらに強力な阻害剤の開発にも成功(袖岡)。カルシウム動員に関わるサイクリックADPリボースの安定化のためリボース部を炭素環にした誘導体を創製(松田)。
(6)薬剤による遺伝子発現制御について: 標的核酸配列への結合性と酵素耐性を向上させたオリゴヌクレオチド類縁体を合成し、癌関連遺伝子およびHCV遺伝子などの発現に成功(今西)。ヌクレアーゼ抵抗性アンチセンス分子を創製(松田)。
(7)新規PETトレーサーの開発と薬物動態および標的分子のイメージングについて: F-18含有PETトレーサーの合成法を確立し、制癌PGのPETトレーサー化に成功(鈴木、鈴木和)。PETトレーサー合成に有用な4-[^<18>F]fluorobenzyl halideの簡便な合成法を開発(井戸)。マルチパラメーターPET法を確立し、刺激に対するドーパミン受容体の反応性の違いを証明(塚田)。サルを用いたPG関連リガンドによる脳虚血後遺症改善研究に着手(渡辺、鈴木)。
(8)アルツハイマーおよび脳梗塞モデル動物のPET画像による薬物作用評価および医薬診断について: 新規PGI_2受容体のサルでのイメージングに続き、ヒト脳におけるPETイメージングに世界で初めて成功、アルツハイマー病などの神経細胞死を伴う神経変性疾患研究に新たな道を拓いた(渡辺、鈴木)。

Research Products

• [Publications] M.Suzuki: "Molecular Design of Prostaglandin Probes in Brain Research : High, Specific Binding to a Novel Prostacyclin Receptor in the Central Nervous System."Bull.Chem.Soc.Jpn.. 73巻. 1053-1070 (2000)
• [Publications] 鈴木正昭: "脳科学を拓く-高機能プロスタグランジンの創製"化学工業. 51巻. 471-481 (2000)
• [Publications] T.Satoh: "Facilitatory Roles of Novel Compounds Designed from Cyclopentenone Prostaglandins on Neurite Outgrowth-Promoting Activities of Nerve Growth Factor."J.Neurochem.. 75巻. 1092-1102 (2000)
• [Publications] T.Satoh: "Designed Cyclopentenone Prostaglandin Derivatives as Neurite Outgrowth-promoting Compounds for CAD Cells, a Rat Catecholaminergic Neuronal Cell Line of The Central Nervous System."Neurosci.Lett.. 291巻. 167-170 (2000)
• [Publications] M.Suzuki: "Rapid Methylation for the Synthesis of a ^<11>C-Labeled Tolylisocarbacyclin Imaging the IP_2 Receptor in a Living Human Brain."Tetrahedron. 56巻. 8263-8273 (2000)
• [Publications] K.Furuta: "Designed Prostaglandins with Neurotrophic Activities."CHEMBIOCHEM. 1巻. 283-286 (2000)
• [Publications] M.Bjorkman: "Synthesis of a ^<11>C-labelled prostaglandin F_<2α> analogue using an improved method for stille reactions with [^<11>C] methyl iodide."J.Labelled Compd.Radiopharm.. 43巻. 1327-1334 (2000)