受賞者講演要旨《農芸化学女性企業研究者賞》

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血管成熟化促進作用を持つ新規天然物 vestaine の同定

第一三共株式会社
はじめに

石本容子子（VEGF）および代表的な血管成熟化促進因子である angio-

血管は酸素と栄養を全身に供給し，また，老廃物を回収するpoietin-1（Ang-1）存在下で培養したところ，それぞれ特徴的重要な器官である．そのため，生体は血管新生という仕組みでな血管内皮細胞のネットワークが形成された（図 1A, B）．そこ新しい血管を誘導している．新生血管は，その後の成熟化と呼で，Ang-1 による島状の phenotype に注目し，同様の形態をばれる周細胞による被覆の過程を経ることで構造的に安定した誘導する物質をイメージングアナライザーを用いて探索した．

血管となり，生体において機能を発揮している．

結果，Streptomyces sp. SANK 63697 株の抽出物に，島状の形

近年，血管成熟化の破綻が，糖尿病性網膜症や虚血後の脳梗塞の重症化，固形がんにおける抗癌剤の効果減弱など，様々な疾患の原因となることが示唆されてきている態変化を誘導する活性を見出した（図 1C）．
2.

Vestaine の精製と構造決定 5）．上述罹患者SANK 63697 株 の 培 養 液 か ら， 各 種 カ ラ ム ク ロ マ ト グ ラ

では周細胞に被覆されていない脆弱な血管が観察されており，フィーを経て，2 つの活性物質 vestaine A1 および B1 を単離しこれが血管内容物の漏出や低酸素状態を引き起こす一因である

た．精製の過程で，vestaine A1 および B1 は，平衡関係にあると言える．

2 つの物質で構成されていることが分かった（図 1D, E）．MS,

1）–3）以上より，血管の成熟化を促進する薬剤は，これら病態の改NMR 等を用いた構造解析の結果，vestaine 類は，N-アセチル善に有効な治療法であると考えられる．本稿では，血管成熟化

システインと脂肪鎖から成る新規物質であること（図 1F），平促進剤の創製を目指しておこなった我々の取り組みについて紹衡関係にある 2 つの物質は，ケト–エノール互変異性を介した介する ．

ジ ア ス テ レ オ マ ー で あ る こ と が 明 ら か と な っ た． ま た，4）1.

血管成熟化促進物質のスクリーニング

vestaine A1 と B1 の違いは，脂肪鎖長であった．

血管成熟化は，血管新生因子と抗血管新生因子のバランスや合成的手法を用いた vestaine A1 の構造活性相関からは，活血管内皮細胞と周細胞の相互作用など，様々な要因で制御され性発現に脂肪鎖，ケトン，トリメチルアミンが必須であること

る複雑な過程である．ゆえに，その機構は十分には解明されてが示唆された．

おらず，効果的な薬剤も開発されていない．このような背景を

3.

Vestaine の血管作用
VEGF との違い打破すべく，血管成熟化促進物質の探索は，共培養系による3-1.

phenotype screening にておこなうことにした．また，スクVestaine A1 は，共培養系において EC50＝60 nM と強い活性リーニングソースとしては，天然物ライブラリを選択し，低濃を示し，その作用は VEGF に対して相加的であった（図 2A）．

度で最初から in vivo で作用を示す化合物の取得を目指した．

増殖期にある血管内皮細胞では ERK の活性化が優位に，成ヒト線維芽細胞（NHDF）をフィーダーとし，その上に緑色熟化し安定化している血管内皮細胞では Akt の活性化が優位蛍光蛋白（EGFP）でラベルしたヒト臍帯静脈内皮細胞（HU-となっている 6）．Vestaine A1 は ERK 及び Akt のリン酸化をVEC）を播種し，代表的な血管新生因子である血管内皮増殖因誘導した．その誘導パターンは，Akt を強くリン酸化する一方

図 1 共培養系と vestaineA）共培養系 B）代表的な phenotype C）SANK 63697 の phenotypeD）vestaine A1 の HPLC chart E）Peak1 の UV スペクトラム F）vestaine の構造48《農芸化学女性企業研究者賞》

受賞者講演要旨

図 2 Vestaine A1 の活性A）VEGF 存在下での形態変化B）シグナル伝達経路に与える影響

ERK のリン酸化は弱く，VEGF とは異なるものであった．また，VEGFR2 の活性化も誘導しなかった（図 2B）．これらの結果から，Vestaine A1 は VEGF 経路を介さずに，血管内皮細胞図3に作用することが確認された．
3-2.

血管新生作用Vestaine の血管新生作用の有無を調べるために，代表的な血管新生活性評価系である matrigel tube formation assay と血管内皮細胞に対する生存改善試験をおこなった．Vestaine A1は matrigel の系にて強く tube 形成を誘導した．また，血清飢餓による血管内皮細胞死を抑制したことから，血管新生作用を有することが示唆された．
3-3.

Vestaine の血管透過性抑制作用（血管成熟化促進作用）
A）in vitro（血管内皮細胞電気抵抗値）
B ）in vivo（マウス耳血管血管透過性）

血管透過性抑制作用（血管成熟化促進作用）

血管成熟化の破綻が認められる病態においては，過剰なVEGF 産生による血管透過性の亢進が問題となる．血管透過性に対する作用を HUVEC 単層培養系における電気抵抗値にて評価したところ，Vestaine A1 は単独で電気抵抗値を上昇させた．
更に，VEGF 添加 3 時間後に vestaine A1 を添加したところ，vestaine A1 は VEGF による電気抵抗値の低下を抑制することが示された（図 3A）．続いて，Vestaine A1 が in vivo においても血管透過抑制作用を発揮するか，マウス耳血管における Evans blue dye の漏出を指標に調べた．その結果，vestaine A1の前投与により，VEGF による Evans blue dye の漏出は抑制された（図 3B）．以上より，vestaine A1 は in vitro および invivo いずれにおいても，VEGF 誘導性の血管透過性の亢進を強力に抑制することが示唆された．
おわりに天 然 物 に 対 す る phenotype screening よ り， 新 規 物 質合物としても，有用と考えられる．
（引用文献）
1）Hendrick AM, Gibson MV, Kulshreshtha A. Diabetic Retinopathy. Prim Care, 42, 451–464（2015）2）Kawamura K, Takahashi T, Kanazawa M, Igarashi H, Nakada
T, Nishizawa M, Shimohata T, Effects of angiopoietin-1 onhemorrhagic transformation and cerebral edema after tissue
plasminogen activator treatment for ischemic stroke in rats.
PLoS ONE, 9, e98639（2014）
3）Carmeliet P, Jain RK, Principles and mechanisms of vessel
normalization for cancer and other angiogenic diseases. Nat
Rev Drug Discov, 10, 417–427,（2011）
4）Ishimoto Y, Hirota-Takahata Y, Kurosawa E, Chiba J, Iwadate Y, Onozawa Y, Hasegawa T, Tamura A, Tanaka M, Kobayashi H. A novel natural product-derived compound,vestaine A1, exerts both pro-angiogenic and anti-permeability
activity via a different pathway from VEGF. Cell Physiol Biochem., 39（5）,1905–1918,（2016）5）Hirota-Takahara Y, Kurosawa E, Ishimoto Y, Iwadate Y, Kizuka M, Chiba J, hasegawa T, Tanaka M, Kobayashi H.
Vestaines, novel vasoactive compounds, isolated from Streptomyces sp. SANK 63697. J Antibiot., 70（2）,179–186,（2017）.
6）Fukuhara S, Sako K, Minami T, Noda K, Kim HZ, Kodama T,Shibuya M, Takakura N, Koh GY, Mochizuki N. Differentialfunction of Tie2 at cell-cell contacts and cell-substratum contacts regulated by angiopoietin-1. Nat Cell Biol, 10, 513–526（2008）

vestaine を同定した．Vestaine は，VEGF 同様血管新生作用を有する一方，血管透過性制御においては VEGF に対して阻害謝辞

本研究は，第一三共株式会社および第一三共 RD ノ的に働くユニークな生理活性物質であることが示唆された．

バーレにておこなわれたものです．実験を一緒におこなってく

Vestaine の血管への活性は非常に強く，異常な血管新生に起ださったプロジェクトメンバーの皆様，終始ご指導を賜りまし

因する病気の治療薬の候補化合物となり得る．加えて，血管透た皆様に深く感謝致しますと共に，この場を借りて厚く御礼を過性の制御を始めとする血管成熟化を解析するためのツール化申し上げます．