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．

糖尿病肾病是一种随着糖尿病进展而发生的肾功能相关疾病，有研究表明，从膳食氨基酸代谢而来的苯酚参与了这种疾病的进展。由于人们相信人体肠道中存在的细菌酶参与了这种苯酚的产生，因此我们将寻找可以抑制这种酶活性的化合物，分析其抑制作用，并研究其生理适用性。并将其应用于预防和治疗该疾病的进展。在广泛寻找具有酶 A 和酶 B 同源基因（被认为参与人肠道苯酚代谢）的细菌菌株后，将来自代表性细菌菌株的基因引入大肠杆菌表达载体中，并蛋白质我们引入了表达载体。使用酶A和酶B的基本底物苯酚的结构类似物，我们选择了对上述酶具有抑制作用的化合物，证实了对B的高抑制活性。使用动力学分析方法进行酶功能分析的结果表明，该化合物显示出比现有抑制剂更低的抑制常数，尤其是酶A，这表明它对于治疗和预防疾病进展具有很高的适用性。那。我们分析了已报道存在于人体肠道中且具有酶A或酶B同源基因的每种细菌的苯酚生产活性，并鉴定了大量积累苯酚的细菌种类。在未来的研究中，我们将使用高积累苯酚的菌株来验证上述酶A/酶B抑制剂候选化合物是否能够抑制同一菌株中苯酚的产生，并评估其生理适用性。

项目成果

腸内細菌由来のphenol生成酵素に対する阻害剤の探索・機能評価

肠道细菌产酚酶抑制剂的筛选及功能评价

• 发表时间: 2022
• 作者: Daiki Oikawa;Kohei Fukui;Yuichi Aoki;Toshiyuki Waki;Seiji Takahashi;Takefumi Shimoyama;Toru Nakayama;及川 大樹，阿部 高明，片山 高嶺，中山 亨
• 通讯作者: 及川 大樹，阿部 高明，片山 高嶺，中山 亨

4－ヒドロキシ安息香酸デカルボキシラーゼによるフェノール生成の阻害剤

4-羟基苯甲酸脱羧酶产生苯酚的抑制剂

• 发表时间: 2022

細菌由来tryptophan indole-lyaseを阻害するゴマリグナンの酵素機能解析

芝麻木酚素抑制细菌色氨酸吲哚裂解酶的酶功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Daiki Oikawa;Kohei Fukui;Yuichi Aoki;Toshiyuki Waki;Seiji Takahashi;Takefumi Shimoyama;Toru Nakayama;及川 大樹，阿部 高明，片山 高嶺，中山 亨;及川 大樹，阿部 高明，片山 高嶺，中山 亨
• 通讯作者: 及川 大樹，阿部 高明，片山 高嶺，中山 亨