Vif/APOBEC3Gの相互作用を標的とした新規抗HIV-1薬の開発

文献情報

• 文献番号: 201029004A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: Vif/APOBEC3Gの相互作用を標的とした新規抗HIV-1薬の開発
• 課題番号: H20-エイズ・一般-004
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 高折 晃史(京都大学 医学研究科)

研究分担者(所属機関)

• 梁　明秀(横浜市立大学　医学部)
• 木曽　良明(京都薬科大学　薬学部)
• 錦織　桃子(京都大学　医学研究科)
• 小林　正行(京都大学　医学研究科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 エイズ対策研究
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)年度
• 研究費: 2,700,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

HIV-1感染は、HAARTの出現によりウイルス複製をある程度制御可能になったが、長期服用による副作用や薬剤耐性の出現が課題となっており、これらの克服に向け新規作用機序の抗HIV-1薬の早期開発が待たれている。HIV-1 Vifは、ウイルス複製およびAIDS発症に必須の蛋白であるが、その機能の本態は、本来HIV-1の標的細胞が有する抗HIV-1宿主因子APOBEC3Gを中和することであることが近年明らかにされた。Vifがウイルス複製にとって必須の蛋白であることより、VifとAPOBEC3Gおよびその相互作用は、新規の抗HIV-1薬の絶好の標的と考えられる。そこで本研究では、Vif/APOBEC3G両分子およびその相互作用を標的とした新規抗HIV-1の開発を目指した研究を行った。

研究方法

平成２１年度までに行った１次、２次スクリーニングにより同定された、VifによるAPOBEC3Gのユビキチン依存性分解を阻害する２４の候補化合物について、本年度はウイルス感染実験によりin vitroにおける抗HIV-1活性の確認、候補化合物の作用機序の同定およびリード化合物の選択とその機能解析を目的として研究を行った。また、分担研究者の梁による無細胞合成系を用いたスクリーニング系により平成２１年度までに同定された２５３個の候補化合物について、本年度はイムノブロット法を用いた２次スクリーニングおよび候補化合物の作用機序の同定を目的とした研究を行った。

結果と考察

VifによるAPOBEC3Gのユビキチン依存性分解を阻害する化合物に関しては、ウイルス感染実験において２つの化合物がVif依存性の抗HIV-1活性を示すことを確認し、作用機序についてもVifによるAPOBEC3Gのユビチキン化より下流、プロテオソームより上流であることが判明した。さらに分担研究者の木曽により９つの類似化合物が抽出され、そのうち２つがAPOBEC3GのVifによる分解を阻害すること、さらにそのうちの１つがウイルス感染実験により抗HIV-1活性を示すことが判明した。また、無細胞合成系スクリーニングで得られた２５３の候補化合物のうち３つの候補化合物がVifによるAPOBEC3Gのユビキチン化および分解を阻害することを確認した。

結論

本研究により、新規の抗HIV-1薬の候補となる低分子化合物を合計６つ同定することができたが、これらの実用化に向けてさらに研究が必要である。

公開日・更新日

• 公開日: 2014-05-26
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201029004B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: Vif/APOBEC3Gの相互作用を標的とした新規抗HIV-1薬の開発
• 課題番号: H20-エイズ・一般-004
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 高折 晃史(京都大学 医学研究科)

研究分担者(所属機関)

• 梁　明秀(横浜市立大学　医学部)
• 木曽　良明(京都薬科大学　薬学部)
• 錦織　桃子(京都大学　医学研究科)
• 小林　正行(京都大学　医学研究科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 エイズ対策研究
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)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

HIV-1感染は、HAARTの出現によりウイルス複製をある程度制御可能になったが、長期服用による副作用や薬剤耐性の出現が課題となっており、これらの克服に向け新規作用機序の抗HIV-1薬の早期開発が待たれている。HIV-1 Vifは、ウイルス複製およびAIDS発症に必須の蛋白であるが、その機能の本態は、本来HIV-1の標的細胞が有する抗HIV-1宿主因子APOBEC3Gを中和することであることが近年明らかにされた。Vifがウイルス複製にとって必須の蛋白であることより、VifとAPOBEC3Gおよびその相互作用は、新規の抗HIV-1薬の絶好の標的と考えられる。そこで本研究では、Vif/APOBEC3G両分子およびその相互作用を標的とした新規抗HIV-1の開発を目指した研究を行った。

研究方法

VifによるAPOBEC3Gのユビキチン依存性分解を阻害する化合物を得るために、GFPを融合したAPOBEC3GとVifを細胞内で過剰発現させ、化合物の存在下でGFPのシグナルが回復するものを約2万のライブラリーからスクリーニングした。さらに、イムノブロット法による２次スクリーニング、ウイルス感染実験による３次スクリーニングを行った。また、分担研究者の梁は、APOBEC3GとVifの結合を阻害する化合物を得るために無細胞合成系を用いて約１万のライブラリーからスクリーニングを行った。さらにイムノブロット法を用いて細胞内でのVifによるAPOBEC3Gの分解を阻害する化合物を同定する２次スクリーニングおよび候補化合物の作用機序の同定を目的とした研究を行った。

結果と考察

VifによるAPOBEC3Gのユビキチン依存性分解を阻害する化合物に関しては、２次スクリーニングまでで２４の候補化合物に絞られたが、ウイルス感染実験において２つの化合物がVif依存性の抗HIV-1活性を示すことを確認し、作用機序についてもVifによるAPOBEC3Gのユビチキン化より下流、プロテオソームより上流であることが判明した。さらに分担研究者の木曽により９つの類似化合物が抽出され、そのうち２つがAPOBEC3GのVifによる分解を阻害すること、さらにそのうちの１つがウイルス感染実験により抗HIV-1活性を示すことが判明した。また、無細胞合成系スクリーニングで得られた２５３の候補化合物のうち３つの候補化合物がVifによるAPOBEC3Gのユビキチン化および分解を阻害することを確認した。

結論

本研究により、新規の抗HIV-1薬の候補となる低分子化合物を合計６つ同定することができたが、これらの実用化に向けてさらに研究が必要である。

公開日・更新日

• 公開日: 2014-05-26
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201029004C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: Vif/APOBEC3Gの相互作用を標的とした、全く新しい作用機序を持つ新規抗HIV-1薬の開発に向けて、２つの異なるスクリーニング系を確立し、延べ３万の化合物のスクリーニングを完了し、有力な候補である低分子化合物を６つ同定することができた。それらのうち３つは試験管内ウイルス感染実験において抗ウイルス活性を有することが確認でき、また、残りの３つについてはVifによるAPOBEC3Gのユビキチン化を阻害することが確認できた。
• 臨床的観点からの成果: Vif/APOBEC3Gの相互作用を標的とした、全く新しい作用機序を持つ新規抗HIV-1薬に関して、候補化合物を同定した。今後の薬理学的な展開等を経て、適切なリード化合物を選択できれば、新規薬剤開発も視野に入ると考えられ、臨床的観点からも意義は大きいと考える。
• ガイドライン等の開発: 特になし。
• その他行政的観点からの成果: 新規作用機序の抗HIV-1薬の開発は、HIV-1感染の治療のみならず、新たな感染予防へとつながることからHIV-1感染の広がりの制御に役立ち、行政的観点からも意義があると考えられる。
• その他のインパクト: この3年間のAPOBEC3G/Vifに関する基礎研究の成果は、2008年、2010年と二度にわたってマスコミに取り上げられた。

発表件数

• 原著論文（和文）: 1件
• 原著論文（英文等）: 3件
• その他論文(和文): 4件
• その他論文(英文等): 1件
• 学会発表(国内学会): 9件
• 学会発表(国際学会等): 7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: K Shirakawa, A Takaori-kondo*, M Yokoyama et al.; Phosphorylation of APOBEC3G by protein kinase A regulates its interaction with HIV-1 Vif; Nature Structural & Molecular Biology , 15 (11) , 1184-1191 (2008)
• 原著論文2: T Izumi, A Takaori-kondo*, K Shirakawa et al.; MDM2 is a novel E3 ligase for HIV-1 Vif; Retrovirology , 6 (1) , 1-1 (2009)
• 原著論文3: T Izumi, K Io, M Matsui et al.; HIV-1 Vif interacts with TP53 to induce G2 cell cycle arrest and positively regulate viral replication; Proc Natl Acad Sci USA , 107 (48) , 20798-20803 (2010)
• 原著論文4: 高折 晃史; APOBEC3ファミリー蛋白; 日本エイズ学会誌 , 10 (1) , 19-24 (2008)

公開日・更新日

• 公開日: 2014-05-26
• 更新日: 2014-06-09

収支報告書

• 文献番号: 201029004Z