腸内細菌のphenol代謝・酵素学を基盤とした糖尿病性腎症の予防と治療

基于肠道菌酚代谢和酶学的糖尿病肾病防治

• 批准号: 22KJ1776
• 负责人: 及川 大樹
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1776/
• 关键词: 糖尿病性腎症; 腸内細菌; phenol; 阻害剤; 糖尿病性腎症; 腸内細菌; phenol; 阻害剤

糖尿病性腎症は糖尿病の進行に伴って発症する腎機能関連疾患の一種であり，本疾患の進行には食餌由来のアミノ酸から代謝されるphenolの関与が示唆されている．このphenolの生成にはヒト腸内に存在する細菌の酵素が関与すると考えられていることから，本酵素の活性を阻害し得る化合物を探索し，その阻害効果の解析，生理学的な応用性について検証を行い，本疾患の進行の予防・治療へと応用することを目指す．ヒト腸内でphenolの代謝への関与が示唆されている酵素Aおよび酵素Bの相同遺伝子を保有する菌株を広く探索したのち，代表的な菌株由来の遺伝子を大腸菌発現用ベクターに導入し，タンパク質の異種発現を行った．酵素Aおよび酵素Bの基質の基本骨格となるphenolの構造類縁物質を用いて，これらの中から前述の酵素の阻害効果を有する化合物の選抜を行ったところ，数種の化合物において酵素A・酵素Bへの高い阻害活性が確認された．速度論解析の手法を用いた酵素機能解析の結果，同化合物は特に酵素Aに対して，既往の阻害剤よりも低い阻害定数を示し，同疾患の進行の治療・予防への応用性の高さを窺わせた．ヒト腸内での存在が報告され，酵素Aまたは酵素Bの相同遺伝子を保有する菌種について，各菌種によるphenolの生成活性を解析し，phenolを高蓄積する菌種を明らかにした．今後の研究では，phenolを高蓄積する菌種を用いて，前述の酵素A・酵素Bの阻害剤候補化合物が同菌株のphenol生成を阻害し得るかを検証し，生理学的応用性の評価を行っていく．

糖尿病性肾病是一种与肾功能相关的疾病，随着糖尿病的发展而发展，已经提出该疾病的进展涉及苯酚，苯酚是由饮食氨基酸代谢的。由于认为人类肠道中存在的细菌的酶参与苯酚的产生，因此我们将寻找可以抑制该酶活性，分析其抑制作用，验证其生理适用性的化合物，并将其应用于这种疾病的预防和治疗。在广泛搜索携带酶A和酶B的同源基因的菌株之后，已经提出与苯酚的代谢有关的人类肠中的代谢，从典型菌株中得出的基因被引入向量中以表达大肠杆菌，并表达了蛋白质的异态表达。使用苯酚的结构相关物质，苯酚是酶A和B的底物的基本骨架，我们从其中选择了上述酶的抑制作用的化合物，并证实了几种化合物中对酶A和B的高抑制活性。由于使用动力学分析技术的酶功能分析，合成代谢化合物的抑制常数低于以前的抑制剂，尤其是对于酶A，表明它们在治疗和防止疾病进展的高度适用性。报道了人类肠内的存在，对于携带酶A或酶B同源基因的细菌，分析了每种物种的苯酚的生产活性，揭示了高度积累苯酚的物种。未来的研究将使用高度积累苯酚的物种，并将检查上述酶A和酶B抑制剂的候选化合物是否可以抑制同一菌株中苯酚的产生，并评估其生理应用。