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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidation of the mechanism of hepatitis B virus entry and control of infection by entry inhibitors

Research Project

Project/Area Number 22H03062
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionAichi Medical University

Principal Investigator

伊藤 清顕  愛知医科大学, 医学部, 教授 (50551420)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宇根 瑞穂  広島国際大学, 薬学部, 教授 (20144826)
大澤 匡範  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (60361606)
梅澤 一夫  愛知医科大学, 医学部, 教授 (70114402)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywordsウイルス侵入機構 / 胆汁酸誘導体 / 侵入阻害剤
Outline of Annual Research Achievements

B型肝炎ウイルス(HBV)はpreS1領域のN末端側やC末端側の疎水性領域を利用してNTCPとの結合やエンドソーム膜と膜融合して巧みに細胞内に侵入している。我々は、この侵入機構に対して、胆汁酸の一般的な性質である疎水面と親水面を持つ両親媒性物質としての界面活性作用と側鎖の電荷を利用して効果的に阻害する方法を構築してきた。これまでに胆汁酸誘導体INT-767がHBVとその受容体であるNTCPとの結合を強力に阻害することを明らかにした。本研究において、INT-767の侵入阻害メカニズムを分子レベルで解析することによりHBVの肝細胞への侵入機構を詳細に解析した。これまでの研究成果により、preS1領域とNTCPとの結合を評価するpreS1 binding assayを使用した実験を繰り返すことにより、INT-767のHBVに対する侵入阻害機構が分子レベルで明らかになった。まずpreS1領域NTCP結合モチーフの疎水性アミノ酸集積部を親水性アミノ酸に置換したところ、INT-767による結合阻害効果は減弱した。また、preS1領域NTCP結合モチーフの疎水性アミノ酸集積部はそのままで、正電荷側鎖を持つアミノ酸を側鎖の電荷を持たないアミノ酸に置換したところ、INT-767による結合阻害効果はさらに減弱した。以上のことから、INT-767の胆汁酸ステロイド骨格の疎水面とNTCP結合モチーフに存在する疎水性アミノ酸集積部が疎水結合すること、さらにはINT-767の側鎖の負電荷が正電荷側鎖を持つアミノ酸とイオン結合することによりHBVに強固に結合し、NTCPとの結合を阻害することを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

慶應義塾大学薬学部におけるNMR解析の結果、INT-767がHBVのpreS1領域・N末端側NTCP結合モチーフだけでなくpreS1領域・C末端側疎水性領域へも作用していることが明らかになった。このため、現在preS1領域N末端側とNTCPとの結合だけではなく、preS1領域全体を標的として細胞膜やエンドソーム膜との膜融合も含めたHBVの侵入機構を解析可能にする評価系を構築中である。preS1全長について評価を可能にするアッセイ系を構築するため、これまでのところ蛍光ラベル可能なpreS1全長ペプチドを発現するところまで完成した。さらにpreS1領域による膜融合を評価するためのアッセイ系を構築するため、TetOffおよびテトラサイクリン依存的にNanoLucを発現する細胞をそれぞれ作成し、preS1-エンドソーム膜融合定量システムの構築に成功した。また、慶應義塾大学薬学部において胆汁酸誘導体または低分子化合物とHBVとの結合様式を解明するために相互作用解析に必要なHBV preS1ペプチドの1H, 13C, 15NのNMRシグナルの帰属を確立した。また、INT-767によるFXR下流シグナルを介したHBVライフサイクルへの影響を解析するために、INT-767とオベチコール酸をPXBマウスに経口投与し、肝臓および血液の採取を終了した。今後、FXR下流シグナルの解析のためRNA-seqを実施する。

Strategy for Future Research Activity

今後、preS1領域全体と細胞膜やエンドソーム膜との膜融合も含めたHBVの侵入機構を評価できるアッセイ系を完成させる。preS1全長に関しての評価系が完成すれば、これまで不明であったpreS1領域全体とNTCPおよびエンドソーム膜との膜融合も含めたHBVの肝細胞への侵入機構をさらに詳細に解析することが可能になる。さらに、preS1領域・N末端側のNTCP結合モチーフを標的とするだけではなく、preS1領域全体を標的とした薬剤の開発も可能になる。今後、このアッセイ系を使用して様々な胆汁酸誘導体や低分子化合物を使用してHBVの阻害効果を持つ物質をスクリーニングすることにより、最も有効な感染阻害剤をつきとめ、さらには薬剤の最適化を実施する。また、完成したpreS1領域による膜融合を評価するためのアッセイ系を利用したpreS1-エンドソーム膜融合定量システムを使用して、膜融合を標的とした薬剤の開発も進行する。膜融合を標的とした薬剤はHBVに対してだけではなく、SARS-Cov2やHIVなどのエンベロープウイルスに対しても効果を発揮する可能性がある。さらに慶應義塾大学薬学部との共同研究により、胆汁酸誘導体または低分子化合物とHBVとの結合様式を解明するためのNMR解析を進める。また、INT-767によるFXR下流シグナルを介したHBVライフサイクルへの影響を解析するためのRNA-seqを進める。

  • Research Products

    (31 results)

All 2023 2022

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 5 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Isolation of the Anti-Inflammatory Agent Myceliostatin from a Methionine-Enriched Culture of <i>Myceliophthora thermophila</i> ATCC 424642023

    • Author(s)
      Wu Yanhua、Shen Junfeng、Wang Liyan、Lin Yinzhi、Kojima Shiori、Okada Shoshiro、Umezawa Kazuo
    • Journal Title

      Journal of Natural Products

      Volume: 86 Pages: 239~245

    • DOI

      10.1021/acs.jnatprod.2c00811

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] DLiP-PPI library: An integrated chemical database of small-to-medium-sized molecules targeting protein?protein interactions2023

    • Author(s)
      Ikeda Kazuyoshi、Maezawa Yuta、Yonezawa Tomoki、Shimizu Yugo、Tashiro Toshiyuki、Kanai Satoru、Sugaya Nobuyoshi、Masuda Yoshiaki、Inoue Naoko、Niimi Tatsuya、Masuya Keiichi、Mizuguchi Kenji、Furuya Toshio、Osawa Masanori
    • Journal Title

      Frontiers in Chemistry

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fchem.2022.1090643

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Inhibition of MLCK-mediated migration and invasion in human endometriosis stromal cells by NF-kB inhibitor DHMEQ2023

    • Author(s)
      Lin Yinzhi、Kojima Shiori、Ishikawa Ayaka、Matsushita Hiroshi、Takeuchi Yuka、Mori Yuki、Ma Jun、Takeuchi Kosei、Umezawa Kazuo、Wakatsuki Akihiko
    • Journal Title

      Molecular Medicine Reports

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A foretaste for pediatric glioblastoma therapy: targeting the NF-kB pathway with DHMEQ2023

    • Author(s)
      Brassesco Maria Sol、Roberto Gabriela Molinari、Delsin Lara Elis、Baldissera Gabriel Carlos、Medeiros Mariana、Umezawa Kazuo、Tone Luiz Gonzaga
    • Journal Title

      Child's Nervous System

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00381-023-05878-4

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cellular Anti-Inflammatory and Antioxidant Activities of Bamboo Sasa albomarginata Leaf Extract and Its Constituent Coumaric Acid Methyl Ester2022

    • Author(s)
      Kojima Shiori、Hakamata Masatoshi、Asanuma Toshimichi、Suzuki Rie、Tsuruda Jun-ichi、Nonoyama Takeshi、Lin Yinzhi、Fukatsu Hitomi、Koide Naoki、Umezawa Kazuo
    • Journal Title

      The Scientific World Journal

      Volume: 2022 Pages: 1~10

    • DOI

      10.1155/2022/8454865

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Paip2A inhibits translation by competitively binding to the RNA recognition motifs of PABPC1 and promoting its dissociation from the poly(A) tail2022

    • Author(s)
      Sagae Takeru、Yokogawa Mariko、Sawazaki Ryoichi、Ishii Yuichiro、Hosoda Nao、Hoshino Shin-ichi、Imai Shunsuke、Shimada Ichio、Osawa Masanori
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 298 Pages: 101844~101844

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.101844

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] HBV侵入阻害効果を持つ胆汁酸誘導体2022

    • Author(s)
      奥村彰規, 伊藤清顕
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 281 Pages: 247~251

  • [Journal Article] Natural Product from the Deep Sea2022

    • Author(s)
      Kazuo Umezawa
    • Journal Title

      Marine Drugs

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.3390/books978-3-0365-3684-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A New 1,2-Naphthoquinone Derivative with Anti-lung Cancer Activity2022

    • Author(s)
      Nakagawa Riko、Tateishi Hiroshi、Radwan Mohamed O.、Chinen Takuma、Ciftci Halilibrahim、Iwamaru Kana、Baba Nanami、Tominaga Yuna、Koga Ryoko、Toma Tsugumasa、Inoue Jun-ichiro、Umezawa Kazuo、Fujita Mikako、Otsuka Masami
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 70 Pages: 477~482

    • DOI

      10.1248/cpb.c21-01087

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Oolonghomobisflavan CによるB型肝炎ウイルス阻害機構の解明2023

    • Author(s)
      石場智彬,横川真梨子,横田旭美, 大澤匡範
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
  • [Presentation] 阻害剤のインシリコスクリーニング2023

    • Author(s)
      米澤朋起, 清水祐吾, 池田和由, 山本雄一朗, 野口耕司, 酒井祥太, 深澤征義, 横川真梨子, 大澤匡範
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] NMRを活用したSARS-CoV-2スパイクタンパク質とhACE2の相互作用を標的とするSARS-CoV-2侵入阻害化合物の分子設計2023

    • Author(s)
      横川真梨子, 堀内まほろ, 金一駿希, 大竹帝河, 米澤朋起, 清水祐吾, 池田和由, 山本雄一朗, 酒井祥太, 野口耕司, 深澤征義, 大澤匡範
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
  • [Presentation] メチオニンを添加したカビ培養液からの新規LPS機能阻害物質myceliostatinの単離2023

    • Author(s)
      Lin Yinzhi, Wu Yanhua, Wang Liyan, 小嶋しおり, 小出直樹, 梅澤一夫
    • Organizer
      第96回日本細菌学会
  • [Presentation] 胆汁酸誘導体によるB型肝炎ウイルス感染制御2022

    • Author(s)
      奥村彰規, 伊藤清顕,横川真梨子,山下ユキコ, 井口裕介, 池田和由,大澤匡範, 宇根瑞穂, 米田政志
    • Organizer
      第43回胆汁酸研究会
  • [Presentation] ヴァーチャルライブラリーを用いたタンパク質-タンパク質阻害と膜透過性を考慮した中分子ライブラリー構築2022

    • Author(s)
      米澤朋起,大澤匡範,大田雅照,本間光貴,池田和由
    • Organizer
      第50回構造活性相関シンポジウム
  • [Presentation] Paip2A inhibits translation by competitively binding to the RNA recognition motifs of poly(A)-binding protein C1 and promoting its dissociation from the poly(A) tail2022

    • Author(s)
      寒河江彪流,横川真梨子,沢崎綾一,石井裕一郎,細田直,星野真一,今井駿輔,嶋田一夫,大澤匡範
    • Organizer
      第61回NMR討論会
  • [Presentation] Structural insights into the inhibitory mechanism of transcription factor FOXO3a by 14-3-3ζ2022

    • Author(s)
      桑山知也,中塚将一,横川真梨子,河津光作,中村吏佐,木村友美,田辺幹雄,千田俊哉,齋藤潤,佐谷秀行,大澤匡範
    • Organizer
      第61回NMR討論会
  • [Presentation] Paip2A inhibits translation by competitively binding to the RNA recognition motifs of poly(A)-binding protein C1 and promoting its dissociation from the poly(A) tail2022

    • Author(s)
      Osawa M
    • Organizer
      The 7th International Symposium on Drug Discovery and Design by NMR
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PoSSuMds Update : Addition Of Clinical Candidates And COVID-19 Clinical Trials Information2022

    • Author(s)
      Yonezawa T, Tsuchiya Y, Osawa M, Tomii K, Ikeda K
    • Organizer
      The Chem-Bio Informatics Society
  • [Presentation] Bile acid derivative INT-767 interacts with the preS1 of HBsAg2022

    • Author(s)
      Okumura A, Yokogawa M, Yamashita Y, Iguchi Y, Ohashi H, Une M, Umezawa K, Watashi K, Wakita T, Yoneda M, Osawa M, Ito K
    • Organizer
      2022 International HBV Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NMRによるPPI 阻害化合物と標的タンパク質との相互作用の構造生物学的解析とドラッグデザイン2022

    • Author(s)
      小島行人,清水祐吾,米澤朋起,池田和由,原田彩佳,横川真梨子,大澤匡範
    • Organizer
      第19回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
  • [Presentation] クマザサ抽出物の抗炎症活性および抗酸化活性と含有成分の解析2022

    • Author(s)
      小嶋しおり,袴田雅俊,浅沼俊倫,梅澤一夫
    • Organizer
      日本生薬学会第68回年会
  • [Presentation] メチオニン添加培養した微生物からの新規エンドトキシン機能阻害物質の単離・構造決定2022

    • Author(s)
      Wu Yanhua,Lin Yinzhi,小嶋しおり,梅澤一夫
    • Organizer
      第68回トキシンシンポジウム
  • [Presentation] 新型コロナウイルスSARS-CoV-2スパイクタンパク質阻害剤の探索2022

    • Author(s)
      小林明日香, 祝部真澄, 山本雄一朗, 村江真奈, 清水芳実, 酒井祥太, 深澤征義, 米澤朋起, 清水祐吾, 池田和由, 横川真梨子, 大澤匡範, 野口耕司
    • Organizer
      第34回 微生物シンポジウム
  • [Presentation] Paip2A inhibits translation by competitively binding to the RNA recognition motifs of poly(A)-binding protein C1 and promoting its dissociation from the poly(A) tail2022

    • Author(s)
      Sagae T,Yokogawa M, Sawazaki R, Ishii Y, Hosoda N, Hoshino S, Imai S,Shimada I, Osawa M
    • Organizer
      International Council on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Paip2A inhibits translation by competitively binding to the RNA recognition motifs of poly(A)-binding protein C1 and promoting its dissociation from the poly(A) tail2022

    • Author(s)
      Sagae T, Yokogawa M, Sawazaki R, Ishii Y, Hosoda N, Hoshino S, Imai S, Shimada I, Osawa M
    • Organizer
      日本RNA学会年会
  • [Presentation] Paip2 competitively dissociates PABPC1 from poly(A) by accessing RRM2 of the poly(A)-bound PABPC12022

    • Author(s)
      Sagae T, Yokogawa M, Sawazaki R, Ishii Y, Hosoda N, Hoshino S, Imai S, Shimada I, Osawa M
    • Organizer
      日本蛋白質科学会学会年会
  • [Presentation] HBV のエンベロープタンパク質に作用する胆汁酸誘導体2022

    • Author(s)
      奥村彰規,伊藤清顕,米田政志
    • Organizer
      第58回日本肝臓学会総会
  • [Presentation] カビMyceliophthora thermophileメチオニン添加培養からの新規抗炎症物質myceliostatinの単離2022

    • Author(s)
      Wu Yanhua,Lin Yinzhi,小嶋しおり,梅澤一夫
    • Organizer
      第16回日本ケミカルバイオロジー学会
  • [Presentation] B型肝炎ウイルスの肝細胞侵入機構の解明と胆汁酸誘導体による感染制御2022

    • Author(s)
      伊藤清顕,奥村彰規,米田政志
    • Organizer
      第108回日本消化器病学会総会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] B型肝炎ウイルスに対する抗ウイルス効果を有する胆汁酸誘導体2022

    • Inventor(s)
      伊藤清顕、奥村彰規、米田政志、 宇根瑞穂、井口裕介、山下ユキコ
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人愛知医科大学、学校法人常翔学園
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2022/018510
    • Overseas

URL: 

Published: 2023-12-25  

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