葉酸受容体βを介した葉酸の細胞内輸送機構の解明と抗炎症作用を示す葉酸誘導体の開発

阐明叶酸通过叶酸受体β的细胞内转运机制并开发具有抗炎作用的叶酸衍生物

• 批准号: 18790687
• 负责人: 永井 拓
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18790687/
• 关键词: マクロファージ; 関節リウマチ; 葉酸誘導体; 葉酸拮抗剤

葉酸受容体にはαとβの二種が存在し、αは上皮系のがん細胞で、βは急性骨髄性白血病や単球由来の細胞で発現する。上皮系のがん細胞は葉酸受容体αを介して葉酸を取り込み、細胞増殖のための核酸合成などに利用する。しかしながら増殖性を示さないマクロファージにおける葉酸の機能については殆ど明らかとなっていない。これまでに、申請者は葉酸受容体β発現細胞を用い、葉酸の取り込みに伴う炎症反応への影響を検討したところ、高濃度葉酸含有培地において葉酸受容体β発現細胞は非発現細胞に比べ、mRNA合成量、5-メチルテトラヒドロ葉酸量、一酸化窒素量の増加を確認した。当該年度では葉酸依存的な炎症反応を抑制する葉酸誘導体の探索を行った。その結果、10位が修飾された誘導体を得た。しかしながら、この葉酸誘導体が示す葉酸結合阻害能は先に申請者によって合成した抗炎症作用を示す葉酸類似物(10がニトロ化した葉酸誘導体)に比べて、4倍以上の濃度を要することから(IC50=150nm以上)、リード化合物の出発物質として不適格であることが判明した。そこで、10-ニトロ葉酸を用いた葉酸阻害剤の開発を行った。特に葉酸取り込み経路(リサイクルエンドソーム)に注目し、既に米国FDAで認可されている生物毒素である遺伝子改変型緑膿菌毒素(PE38)とカップリングを行った。具体的には10-ニトロ葉酸の23位のカルボキシル基をEDC-NHSにて活性化させ、PE38と結合させた。得られた10-nitro-folate-PE38は、約120μg/mlの濃度において葉酸受容体β発現細胞の細胞死を誘導させた。さらに、この活性は葉酸に対する結合阻害能をも保持していた。以上の結果より、葉酸誘導体10-nitro-folateは葉酸拮抗阻害剤としての機能を持つだけでなく、ドラッグデリバリーシステムの候補分子としても有用であることが明らかとなった。

叶酸受体有两种类型，α和β在上皮癌细胞中表达，β在急性髓性白血病和单核细胞衍生细胞中表达。上皮癌细胞通过叶酸受体α吸收叶酸，并将其用于核酸合成以促进细胞增殖。然而，人们对叶酸在非增殖巨噬细胞中的功能知之甚少。迄今为止，申请人利用叶酸受体β表达细胞研究了叶酸摄取对炎症反应的影响，发现叶酸受体β表达细胞的mRNA合成量增加，5-甲基四氢叶酸和确认了一氧化氮。在本财年，我们寻找能够抑制叶酸依赖性炎症反应的叶酸衍生物。结果，获得了10位修饰的衍生物。然而，这种叶酸衍生物抑制叶酸结合的能力需要比申请人先前合成的表现出抗炎作用的叶酸类似物（10硝化的叶酸衍生物）浓度四倍以上（IC50） =150 nm或更高），发现它不适合作为先导化合物的起始材料。因此，我们开发了一种使用10-硝基叶酸的叶酸抑制剂。我们特别关注叶酸摄取途径（回收内体），并将其与转基因铜绿假单胞菌毒素（PE38）结合起来，这是一种已获得美国 FDA 批准的生物毒素。具体而言，10-硝基叶酸的23位羧基用EDC-NHS活化并与PE38键合。获得的10-硝基-叶酸-PE38在约120μg/ml的浓度下诱导叶酸受体β表达细胞的细胞死亡。此外，这种活性还保留了抑制与叶酸结合的能力。上述结果表明，叶酸衍生物10-硝基叶酸不仅起到抗叶酸抑制剂的作用，而且可用作药物递送系统的候选分子。

项目成果

In vitro and in vivo efficacy of a recombinant immunotoxin against folate receptor beta on the activation and proliferation of rheumatoid arthritis synovial cells.

针对叶酸受体β的重组免疫毒素对类风湿性关节炎滑膜细胞活化和增殖的体外和体内功效。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Arthritis ＆ Rheumatism 54(10)
• 作者: Nagai T;Tanaka M;Tsuneyoshi Y;Matsushita K;Sunahara N;Matsuda T;Yoshida H;Komiya S;Onda M;Matsuyama T.
• 通讯作者: Matsuyama T.