New strategic approach for ameliorate hypoxic injury using the PHD1 specific inhibitor and definition of the molecular mechanism.

使用 PHD1 特异性抑制剂改善缺氧损伤的新策略方法及其分子机制的定义。

• 批准号: 22K19755
• 负责人: 辻田 忠志
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Saga University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19755/
• 关键词: 低酸素; PHD; HIF; 低酸素応答; 低分子化合物; PHD-HIF系

体内では微小環境における小規模塞栓が常に形成されては解消され、恒常性が維持されている。塞栓形成は低酸素障害を引き起こし、継続すると慢性炎症となるため、初期の低酸素障害に対する予防や介入法の確立が求められている。低酸素状態の感知応答には、Prolyl hydroxylase domain-containing protein（PHD）群による転写因子Hypoxia inducible factor-α（HIF-α）の水酸化制御が重要な役割を果たす。常酸素下では、HIF-αはPHD群により水酸化後、ユビキチン化され、プロテアソームで分解される。酸素濃度が低下すると、PHD群によるHIF-αの水酸化度合いが低下し、HIF-αが安定化する。HIF-αの安定化は、低酸素ストレスに対する防御機構を強力に発動させることができる。酸素に暴露せずにHIFを安定化できれば、低酸素障害から組織を保護し、機能回復が加速できる。本研究では、既存のHIF活性化剤とは骨格、作用機序を異とするHIF活性化剤の開発に挑戦する。PHD群にはPHD1、2および3のアイソフォームが存在し、それぞれの立体構造は酷似するため、そのため既存の2-OG類似化合物によって、PHD1、2および3に対して特異的に阻害することは困難とされる。本研究ではPHD1、2および3の細胞内局在に焦点を当て、PHD1は核に、PHD2は細胞質に、PHD3は通常は存在せず、低酸素で誘導的に発現し、細胞全体に局在することを活用し、かつPHD1欠失マウスは、構成的な低酸素防御遺伝子を発現できることから、PHD1の阻害に焦点をしぼり研究することとした。現在までに、我々が所持するPyrzAの低分子化および核移行シグナル付加化合物の合成、PHD1組換えタンパク質の合成までを完了している。

在体内，微环境中的小规模栓塞不断形成和消解，维持体内平衡。栓塞引起缺氧损伤，持续导致慢性炎症，因此需要建立早期缺氧损伤的预防和干预方法。含脯氨酰羟化酶结构域的蛋白 (PHD) 基团对转录因子缺氧诱导因子-α (HIF-α) 羟基化的调节在缺氧传感反应中发挥着重要作用。在正常氧气条件下，HIF-α 被 PHD 基团羟基化、泛素化并被蛋白酶体降解。当氧浓度降低时，PHD基团对HIF-α的羟基化程度降低，HIF-α变得稳定。 HIF-α 的稳定可以强烈激活针对缺氧应激的防御机制。在不暴露于氧气的情况下稳定 HIF 可以保护组织免受缺氧损伤并加速功能恢复。在这项研究中，我们将尝试开发一种与现有 HIF 激活剂具有不同骨架和作用机制的 HIF 激活剂。 PHD组中存在PHD1、2和3的异构体，并且它们的三维结构非常相似，因此利用现有的2-OG类似物化合物来特异性抑制PHD1、2和3被认为是困难的。本研究重点关注 PHD1、2 和 3 的亚细胞定位，其中 PHD1 在细胞核中，PHD2 在细胞质中，而 PHD3 通常不存在，在缺氧条件下诱导表达，并利用这一事实定位于整个细胞。 ，并且由于 PHD1 缺陷小鼠可以表达组成型缺氧防御基因，因此我们决定将研究重点放在抑制 PHD1 上。迄今为止，我们已经完成了PyrzA的小型化、具有核定位信号的化合物的合成以及PHD1重组蛋白的合成。

项目成果

佐賀大学農学部生化学分野のホームページ

佐贺大学农学部生物化学系主页

低酸素ストレスから防御する新奇HIF活性化剤PyrzAの発見

发现一种新型 HIF 激活剂 PyrzA，可防止缺氧应激

• 发表时间: 2022
• 作者: 園田 健登;片山 彰人;氏家 沙綺;黒木 紗英;北川 尚穂;廣津留 倖一;川口 真一;辻田 忠志
• 通讯作者: 辻田 忠志

タンパク質恒常性の維持・老化と関連する環境転写因子Nrf1の解析

与维持蛋白质稳态和衰老相关的环境转录因子Nrf1分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Nishiyama Akira;Kitada Kento;Suzuki Miwa;辻田 忠志
• 通讯作者: 辻田 忠志

Prolyl Hydroxylase Domain Protein Inhibitor Not Harboring a 2-Oxoglutarate Scaffold Protects against Hypoxic Stress

不带有 2-氧戊二酸支架的脯氨酰羟化酶结构域蛋白抑制剂可防止缺氧应激

• DOI: 10.1021/acsptsci.2c00002
• 发表时间: 2022
• 期刊: ACS Pharmacol. Transl. Sci.
• 影响因子: 6
• 作者: Kento Sonoda ;Sudarma Bogahawatta;Akito Katayama;Saki Ujike;Sae Kuroki;Naho Kitagawa;Kohichi Hirotsuru;Norio Suzuki;Toshio Miyata;Shin-ichi Kawaguchi;and Tadayuki Tsujita*
• 通讯作者: and Tadayuki Tsujita*

佐賀大学発ベンチャーの称号を授与

荣获佐贺大学起源风险企业称号