芝浦工大、脳神経再生に効果が期待されるビタミンK誘導体を開発 アルツハイマー病などの神経変性疾患への治療効果に期待
芝浦工業大学(東京都江東区／学長 山田純)システム理工学部の廣田佳久准教授(生化学研究室)と須原義智教授(創薬化学研究室)は、神経前駆細胞を神経細胞へ分化を促す新たなビタミンK誘導体を開発しました。
この新しい化合物は、ビタミンKの側鎖構造に神経分化を促進することで知られるビタミンAの活性代謝物「レチノイン酸」の構造を組み込んだハイブリット型誘導体であり、それぞれの生理活性を有しています。この誘導体は、血液脳関門を通過して脳内に移行し、天然のビタミンKと比較して神経前駆細胞を神経細胞へと著しく分化させることが分かりました。また、脳内に移行後、時間の経過と共にもっとも活性の高いビタミンK2(MK-4)に変換されることが確認されました。新たなビタミンK誘導体は長時間にわたって脳神経細胞に対して効果が継続します。
新しい化合物は神経細胞を失った脳の機能を回復させる可能性があり、治療薬が血液脳関門で阻害されることが課題のアルツハイマー病など、神経変性疾患に対する再生医療への応用が期待されます。
ポイント
●誘導体として薬剤の到達を阻害する血液脳関門を通過し、脳内で神経分化を促進。時間経過とともに MK-4へ変換され長時間効果が継続
●神経細胞の再生によって、神経変性疾患の進行抑制や治療への貢献に期待
治療薬も阻害するバリアの存在が、治療の課題に
アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患では、脳の神経細胞が徐々に失われ、記憶障害や運動機能の低下を引き起こします。これらの疾患は「血液脳関門」によって治療薬の到達が難しいという共通の課題を抱えています。現在の治療法は症状を緩和しますが、根本的な治療には至っていません。
脳に届いて、効果が長時間持続
芝浦工業大学の廣田佳久准教授と須原義智教授らの研究チームは、神経分化・保護への関与が示唆されているMK-4に、その活性を高めるためにレチノイン酸などを組み合わせ、「ハイブリッド型ビタミンK誘導体」を合成しました。この新しい化合物は、有害物質だけでなく薬の脳への到達も阻害する血液脳関門を通過し、脳内で安定して働くことが実験で確認されました。天然のビタミンKよりも効率的に、MK-4に変換されることも分かりました。
さらに神経前駆細胞を神経細胞へと分化させる力が非常に高く、MK-4の約3倍の効果を示しました。これによって変換前後で長時間にわたって神経分化促進の効果が継続します。
ビタミンK誘導体はMK-4に変換される。図中のグラフは、投与後24時間経過し誘導体の濃度が減衰した後でも、MK-4の濃度が高まっていることを示す
この研究は、アメリカ化学会「ACS Chemical Neuroscience」に掲載されました。
将来の治療薬に期待大
この成果は、神経変性疾患の進行を遅らせたり、症状を改善したりする新しい治療薬の開発につながる可能性があります。患者や家族の生活の質を向上させるだけでなく、医療費や長期介護といった社会的な負担の軽減にも貢献することが期待されます。
論文情報
タイトル
「A New Class of Vitamin K Analogues Containing the Side Chain of Retinoic Acid Have Enhanced Activity for Inducing Neuronal Differentiation」
https://doi.org/10.1021/acschemneuro.5c00111
掲載誌
「ACS Chemical Neuroscience」(アメリカ化学会)
https://pubs.acs.org/journal/acncdm
Cite this: ACS Chem. Neurosci. 2025, 16, 15, 2812-2828
著者(芝浦工業大学所属を抜粋)
システム理工学部准教授 廣田佳久 (生化学研究室)
大学院理工学研究科システム理工学専攻2020年修了 佐藤大輝 (創薬化学研究室)
同 2025年修了 渡邉莉菜 (生化学研究室)
同 2021年修了 佐野翔 (生化学研究室)
同 2022年修了 浅野公志 (生化学研究室)
システム理工学部生命科学科2019年卒業 柴橋佑希 (創薬化学研究室)
同 2022年卒業 安田由美 (創薬化学研究室)
大学院理工学研究科システム理工学専攻2020年修了 高木勇太 (生化学研究室)
同 2021年修了 山下裕太郎 (生化学研究室)
同 2024年修了 呉雨馨 (生化学研究室)
システム理工学部生命科学科2020年卒業 荒川実樹乃 (生化学研究室)
同 2023年卒業 米谷優里 (生化学研究室)
大学院理工学研究科システム理工学専攻修士2年 中川胡桃 (生化学研究室)
2022年修了 古川奈津子 (創薬化学研究室)
システム理工学部教授 須原義智 (創薬化学研究室)
本論文はジャーナルのカバーアートにも選ばれています。
August 6, 2025Volume 16, Issue 15Pages 2747-3081
芝浦工業大学とは
工学部／システム理工学部／デザイン工学部／建築学部／大学院理工学研究科
https://www.shibaura-it.ac.jp/
理工系大学として日本屈指の学生海外派遣数を誇るグローバル教育と､多くの学生が参画する産学連携の研究活動が特長の大学です。東京都(豊洲)と埼玉県(大宮)に2つのキャンパス、4学部1研究科を有し、約9,500人の学生と約300人の専任教員が所属。2024年には工学部が学科制から課程制に移行。2025年にデザイン工学部、2026年にはシステム理工学部で教育体制を再編し、新しい理工学教育のあり方を追求していきます。創立100周年を迎える2027年にはアジア工科系大学トップ10を目指し、教育・研究・社会貢献に取り組んでいます。
