変異を克服した画期的抗ウイルス薬の開発

文献情報

• 文献番号: 200614068A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 変異を克服した画期的抗ウイルス薬の開発
• 課題番号: H16-創薬-081
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 野口 博司(静岡県立大学)

研究分担者(所属機関)

• 鈴木　康夫(中部大学　生命健康科学部)
• 佐藤　雅之(静岡県立大学　薬学部)
• 池田　潔(静岡県立大学　薬学部)
• 菅　敏幸(静岡県立大学　薬学部)
• 古田　巧(静岡県立大学　薬学部)
• 鈴木　隆(静岡県立大学　薬学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 政策創薬総合研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究費: 9,300,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

変異が激しく、病原性の高いウイルスに関しては、ワクチン効果が期待できず、変異を克服した抗ウイルス薬の開発が必須となる。本研究は、これを達成するための基盤を創成する。

研究方法

インフルエンザウイルス(IFV)、ヒトパラインフルエンザウイルス（hPIV）、デングウイルス（DV）：発育鶏卵または組織培養細胞により増殖、密度勾配遠心で精製した。ウイルスの生物活性：ウイルス特異的活性を指標とし、この阻止機能を調べた。創薬を目指した有機化学合成：ウイルス膜蛋白質に高親和性を持つカテキン類、新規シアル酸誘導体をデザインし、合成した。

結果と考察

（１）燕の巣シアロ糖鎖によるヒト、トリ、ブタIFV感染阻害：中国料理食材「燕の巣」可溶化液中にIFV感染を強く阻害するシアロ糖タンパク質を見いだした。そのN-結合型シアロ糖鎖構造を解析し、７種の構造を解明した。（２）DV糖鎖受容体の同定と受容体担持デンドリマーによる感染阻害：DVと結合する糖脂質を発見し、パラグロボシド (Galβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-4Glc1-1’Ceramide) と同定した。これを担持した新規デンドリマーは全ての型（I-IV）のDV感染を阻害した。（３）新規抗IFV活性カテキンの合成：2,3-cis の立体構造を持つカテキン類の効率的な合成法を開発し、A 環部分に水酸基を持たない新規誘導体、ジデオキシEGCGの合成に成功した。（４）抗IFV活性を有するクロモグリク酸類縁体ライブラリーの生物有機化学的手法による構築：各種アシルCoAエステルと植物酵素（ダイオウ由来Ⅲ型ポリケタイド合成酵素等）を用いて様々なクロモグリク酸類縁体の構築を達成した。特許申請済み。（５）ｈPIV感染阻害剤の開発：抗hPIV-1活性を持つ新規シアル酸誘導体の合成に成功。（６）次世代抗ウイルス薬開発のための分子標的の機能解明と分子モデリングによる解析：高病原性H5N1型IFVの受容体結合性は、HAのわずか２カ所のアミノ酸残基の変異に伴い、ヒト型に変化すること、hPIVのHAーNAスパイクの2カ所のアミノ酸残基は、hPIV-1および3型のシアロ糖鎖受容体への結合性を規定していることを見いだした。今回、見いだされた抗ウイルス活性分子の多くは、ウイルス受容体への結合を阻止するものである。これらはウイルスの変異を克服した抗ウイルス薬開発の強力なシーズとなり得る。

結論

防疫上重要なウイルスの感染・流行機構などの基礎研究に加えて、ウイルスのヒト間流行監視・診断法の開発、感染阻害分子の探索を行い、重要な知見を得た。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-05
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200614068B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 変異を克服した画期的抗ウイルス薬の開発
• 課題番号: H16-創薬-081
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 野口 博司(静岡県立大学)

研究分担者(所属機関)

• 鈴木　康夫(中部大学　生命健康科学部)
• 佐藤　雅之(静岡県立大学　薬学部)
• 池田　潔(静岡県立大学　薬学部)
• 菅　敏幸(静岡県立大学　薬学部)
• 古田　巧(静岡県立大学　薬学部)
• 鈴木　隆(静岡県立大学　薬学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 政策創薬総合研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

インフルエンザウイルス（IFV）、デングウイルス、ヒトパラインフルエンザウイルス（hPIV）に焦点を絞り、これらの感染・流行機構などの基礎研究に加えて、新視点によるウイルスのヒト間流行監視・診断法の開発、感染阻害分子の探索・開発を行う。

研究方法

創薬を目指した有機化学合成：ウイルス膜蛋白質に高い親和性を持つカテキン類、ポリフェノール類、リン脂質、シアル酸誘導体をデザイン、合成した。ウイルス：発育鶏卵または組織培養細胞により分離、密度勾配遠心で精製。ウイルスの生物活性：赤血球凝集活性、細胞融合活性、抗原性、感染性などを指標とした。

結果と考察

（1）次世代抗ウイルス薬開発のための分子標的と分子モデリングによる解析を行い、高病原性H5N1型トリIFVの受容体結合性は、へマグルチニン（HA）のわずか２つのアミノ酸残基の変異に伴い、ヒト型に変化することを見出した。（２）硫酸化グルコサミン誘導体はIFVのレセプター破壊酵素(NA)機能を阻害することを発見。臨床薬クロモグリク酸-NaのIFV感染阻害効果を見出し、その類縁体ライブラリーを構築。 (3) 抗ウイルス活性の評価系に必須なプローブとしてヒト胎盤、胎便中に、IFVの受容体活性糖脂質（シアリルパラグロボシド）を確認。（４）フラボノイド類、リン脂質誘導体の合成、プローブ分子への構造展開を行った。（５）新規抗IFV活性カテキンの合成に成功。これらは EGCG に匹敵する抗IFV活性を持つ。誘導体ライブラリー化も展開。（６）IFVのHAスパイクを切断・不活化させる新燐脂質誘導体を合成。（7）中国料理食材「燕の巣」シアロ糖鎖によるヒト、トリ、ブタIFV感染阻害を発見。材料中のN-結合型シアロ糖鎖構造を解明した。（8）4-O-チオカルバモイルメチルシアル酸誘導体はｈPIVのNA活性を強力に阻害。（9）ヒトパンデミックIFVのNAスパイクの新機能・性質を発見。（10）４位-チオフェニルエテニル-シアル酸誘導体はhPIV-1感染を強力に阻害する。（11）デングウイルス糖鎖受容体（パラグロボシド）を同定、これを担持するデンドリマーによる感染阻害を見いだした。以上、本研究で見いだされた抗ウイルス分子の多くは、ウイルスの受容体への結合を阻止するものであり、今後ウイルスの変異を克服した次世代の抗ウイルス薬開発の強力なシーズとなることが期待される。

結論

本研究では、実際にIFV、hPIVおよびデングウイルス感染を阻害する新規分子を１０種以上発見し、抗ウイルス薬開発への具体的道を拓いた。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-05
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200614068C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 新規抗インフルエンザウイルス活性カテキンの合成に成功した、2,3-cis の立体構造を持つカテキン類の効率的な合成法を開発し、 A 環部分に水酸基を持たない新規誘導体DOEGCG(5,7-dideoxy-epigallocatechin gallate) の合成に成功した。本誘導体は EGCG に匹敵する抗インフルエンザウイルス感染阻害活性を持つことを明らかにした。さらに、誘導体の合成に生物有機科学的手法によるライブラリー化も展開した。
• 臨床的観点からの成果: 鳥およびヒトインフルエンザウイルスの受容体認識特異性分別測定法を開発し、中国及びベトナムで分離された高病原性鳥インフルエンザウイルス（H5N1）のヒトへの伝播株を調査。H5N1型ウイルスはNeu5Acα2-3Galβ1-4GlcNAcβ1-に結合し、ヒトの間で現在流行しているH3N2型ウイルスはNeu5Acα2-6Galβ-4GlcNAcβ1-に結合するのに対して、上記ヒトから分離された高病原性トリインフルエンザウイルス（H5N1）はいずれのシアロ糖鎖にも結合できることを見出した。
• ガイドライン等の開発: なし
• その他行政的観点からの成果: なし
• その他のインパクト: 2006年3月10日日本経済新聞「新型インフル 人への感染早期検知」; 2006年4月4日夕刊読売新聞「新型インフルエンザの出現 納豆パワーで監視」; 人から人に感染する新型インフルエンザウイルスを早期に検知できる手法を開発した。従来の方法よりも50倍ほど感度が高い。前処理の操作が不要になり、その分、短時間で解析が可能になるものであり、食品の未利用資源有効活用の観点からもユニークなものと評価された。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 42件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 8件
• 学会発表(国際学会等): 11件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Darwin Kobasa,Takashi Suzuki, Yasuo Suzuki他; Enhanced pathogenicity of influenza A viruses possessing the haemagglutinin of the 1918 pandemic.; Nature , 431 , 703-707 (2004)
• 原著論文2: Takehiko Saito, Takashi Suzuki, Yasuo Suzuki他; Antigenic alteration of influenza B virus associated with loss of a glycosylation site due to host-cell adaptation.; J. Med. Virol. , 74 , 336-343 (2004)
• 原著論文3: Kiyoshi Ikeda, Kiyoshi Tanaka, Masayuki Sato 他; 2β,3β-Difluorosialic acid derivatives structurally modified at the C-4 position: synthesis and biological evaluation as inhibitors of human parainfluenza virus type 1.; Carbohydr. Res. , 339 , 1367-1372 (2004)
• 原著論文4: Takumi Furuta, Kuniro Tsuji, Kiyoshi Tanaka他; Concise total synthesis of flavone C-glycoside having potent anti-inflammatory activity.; Tetrahedron , 60 (42) , 9375-9379 (2004)
• 原著論文5: Seiji Yoshikawa, Takumi Furuta, Kiyoshi Tanaka他; Synthesis of novel 1-aryl-substituted 8-methoxynaphthalenes and their tendency for atropisomerization.; Tetrahedron , 60 (10) , 2225-2234 (2004)
• 原著論文6: Q. Mai Le, Takashi Suzuki, Yasuo Suzuki他; Isolation of drug-resistant H5N1 virus; Nature , 437 , 1108- (2005)
• 原著論文7: Kyoko Shinya, Takashi Suzuki, Yasuo Suzuki他; Characterization of a human H5N1 influenza A virus isolated in 2003.; J. Virol. , 79 , 9926-9932 (2005)
• 原著論文8: Kazuya I.P.J. Hidari, Takashi Suzuki, Yasuo Suzuki他; Purification and characterization of a soluble recombinant human ST6Gal I functionally expressed in Escherichia coli.; Glycoconjugate J. , 22 , 1-11 (2005)
• 原著論文9: Takashi Suzuki, Kazuya I. P. Jwa Hidari, Yasuo Suzuki他; Sialidase activity of influenza A virus in a endocytic pathway enhances viral replication.; J. Virol. , 79 , 11705-11715 (2005)
• 原著論文10: Takumi Furuta, Yasuo Suzuki, Kiyoshi Tanaka他; Design and Synthesis of Artificial Phospholipid for Selective Cleavage of Integral Membrane Protein.; Chem. Comm. , 36 , 4575-4577 (2005)
• 原著論文11: Kentaro Rikimaru, Toshiyuki Kan, Tohru Fukuyama他; Synthetic studies on (-)-lemonomycin: stereocontrolled construction of the 3,8-diazabicyclo [3.2.1] skeleton.; Chem. Commun. , 394-396 (2005)
• 原著論文12: Toshihiro Kogure, Takashi Suzuki, Yasuo Suzuki他; Human trachea primary epithelial cells express both sialyl2-3Gal receptor for human parainfluenza virus type 1 and avian influenza viruses, and sialyl-2-6-Gal receptor for human influenza viruses.; Glycoconjugate J. , 23 , 99-104 (2006)
• 原著論文13: Toshihiro Kogure, Takashi Suzuki, Yasuo Suzuki他; Human trachea primary epithelial cells express both sialyl-2,3 Gal receptor for human parainfluenza virus type 1 and avian influenza viruses, and sialyl-2,6Gal receptor for human influenza viruses.; Glycoconj. J. , 23 , 101-106 (2006)
• 原著論文14: Shinya Yamada, Yasuo Suzuki, Takashi Suzuki他; Hemagglutinin mutations responsible for the binding of H5N1 influenza A viruses to human-type receptors. ; Nature , 444 , 378-382 (2006)
• 原著論文15: Yuichi Morohashi, Toshiyuki Kan,Taisuke Tomita他; Carboxy-terminal fragment of Presenilin 1 is the molecular target of a dipeptidic 
γ-secretase-specific inhibitor DAPT.; J. Biol. Chem. , 281 , 14670-14676 (2006)
• 原著論文16: Yasuko Takahashi, Toshiyuki Kan,Tohru Fukuyama他; Novel -secretase inhibitors discovered by library screening of in-house synthetic natural product intermediates. Bioorg.; Med. Chem. Lett. , 16 , 3813-3816 (2006)
• 原著論文17: Takumi Furuta, Kiyoshi Tanaka, Toshiyuki Kan他; Domino Heck-C-H-activation reaction of unsymmetrically ubstituted [3]cumulene.; Chem. Commun. , 3648-3650 (2006)
• 原著論文18: I Abe, K. Wanibuchi, H. Noguchi他; Enzymatic Formation of Quinolone Alkaloids by a Plant Type III Polyketide Synthase.; Org. Lett. , 8 (26) , 6063-6065 (2006)
• 原著論文19: I. Abe, T. Kohno, H. Noguchi他; Engineered Biosynthesis of Plant Polyketides: Manipulation of Chalcone Synthase.; Org. Lett. , 8 (3) , 499-502 (2006)
• 原著論文20: Kazuya I.P.J.Hidari, Yasuo Suzuki, Takashi Suzuki 他; Suppression of the biosynthesis of cellular sphingolipids results in the inhibition of the maturation of influenza virus particles in MDCK cells.; Biol. Pharm. Bull. , 29 , 1575-1579 (2006)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-26
• 更新日: -