ポリセオナミドを構造基盤とした機能性分子の創製と人工機能制御

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本研究は、一価カチオン選択的なイオン透過とP388マウス白血病細胞に対して強力な細胞毒性を示す巨大ペプチド天然物であるポリセオナミドBを誘導体化し、外的因子により標的部位のみでイオンチャネルを形成し、選択的な細胞毒性を発現する分子の創製を目指すものである。本年度は、イオンチャネル活性の制御に先立ち、ポリセオナミドBの作用機序解明を目指した。すなわち、ポリセオナミドBは、細胞膜におけるイオンチャネル形成に伴う細胞死の誘導が提唱されているが、本仮説を裏付ける検証は行われていない。また、その細胞内局在は完全に未知であるため、細胞内動的挙動および作用機序解析を遂行した。まず、前年度までに確立した合成法を用いて、細胞内挙動追跡に必要な蛍光標識体を合成した。続いて、ポリセオナミドBおよび蛍光標識体を用いた解析により、ポリセオナミドBが細胞膜電位の脱分極、およびリソソーム-細胞質間プロトン濃度勾配の解消という2つの生物作用を有することを初めて明らかにした。すなわち、ポリセオナミドBは細胞膜でイオンチャネルを形成し、ナトリウムイオンの輸送により脱分極を引き起こすことに加え、エンドサイトーシス経路を介した細胞内移行により集積したリソソームでイオンチャネルを形成し、プロトンの輸送によりリソソーム-細胞質間プロトン濃度勾配を消失させることが示唆された。さらに、これら2つの生物作用を併せ持つポリセオナミドBが、最終的にアポトーシスを誘導することも示唆された。本研究が明らかにしたポリセオナミドBの詳細な作用機序に基づき、選択的細胞毒性を発現する分子創製への展開が期待される。