研究テーマ

 細胞は生命を構成する最小単位であり、これまでに多くの研究が行われてきました。明らかにされてきたことも多い一方で、まだまだ解明されていないことが多く存在します。細胞で何が起こっているかを研究することは、人類の未知への挑戦であり、科学としての面白さが細胞の中に詰め込まれています。また、薬学における細胞の研究成果は、将来的な医薬品開発や供給にも繋がる可能性がある、重要な基礎的知見です。

医薬細胞生物学研究室では、
1. 植物や動物の細胞を用いて、植物細胞で医薬品原料がどのように生産・蓄積されるか、
2. 動物細胞に対して生薬・漢方由来の成分がどのように作用しているか
を研究しています。


1. 植物細胞における医薬品原料の生合成・蓄積機構の研究
 植物や微生物が生産する化合物の中には、医薬品やその原料として有用なものが多く存在します。それら化合物の多くは、二次代謝産物といわれ、おもに細胞の中で生合成されています。作られた二次代謝産物の多くは、細胞内の液胞という細胞内小器官に蓄積されるか細胞外に排出されており、輸送が生産にとても重要であることがわかってきました。しかし、植物におけるそれら蓄積や排出を担う輸送機構はあまりわかっていません。私たちは植物細胞を用いて、細胞生物学・分子生物学などの観点から、生合成経路や輸送機構の解明を目指しています。この研究を発展させていくことで、より効率的に医薬品原料を生産・蓄積する薬用植物の開発や、微生物での有用化合物の大量生産などに繋げることを目指しています。
より詳細な内容は、こちらをご覧ください。
http://www.jsbba.or.jp/wp-content/uploads/file/award/2015/award_2015_shitan.pdf

2. 天然から新たな医薬品の探索とそれらの構造及び作用機序の解明
 医薬品の中には、古くより利用されている生薬から単離された化合物や、それらを元に開発されたものが数多くあります。天然にある生薬や植物は、医薬品開発の宝庫ともいえます。そこで私たちは、ヒトやマウス由来の細胞など用いて抗腫瘍、抗酸化、鎮痛作用などを有する生理活性成分を探索し、構造解析や作用機序の解明などを行っています。また、日本の伝統医学でもある漢方薬も対象としており、漢方薬の新たな応用を目指した研究も行っています。これら研究の発展として、抗がん剤などとして用いうる新たな医薬品原料の発見や、既知の生薬成分や漢方薬の科学的エビデンスの蓄積などに繋がることを目指しています。

スタッフ

士反 伸和

士反 伸和 教授

担当科目:薬用資源学、生薬化学、漢方医学、生薬学実習
学位:博士(農学)

西山 由美

西山 由美 講師

担当科目:生薬学、生薬化学、漢方医学、生薬学実習
学位:博士(薬学)

山田 泰之

山田 泰之 助教

研究成果

<研究業績>
原著論文および総説(2009-現在)
1. Shitan N.
Secondary metabolites in plants: transport and self-tolerance mechanisms. (Review)
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 75, 982-984 (2016)

2. Shitan N., Terasaka K., Yamamoto H., Sato F., Yazaki K.
Two B-type ATP-binding cassette (ABC) transporters localize to the plasma membrane in Thalictrum minus.
Plant Biotechnology 32, 243–247 (2015)

3. Sugiyama A., Fukuda S., Takanashi K., Yoshioka M., Yoshioka H., Narusaka Y., Narusaka M., Kojima M., Sakakibara H., Shitan N., Sato S., Tabata S., Kawaguchi M., Yazaki K.
Molecular characterization of LjABCG1, an ATP-binding cassette protein in Lotus japonicas.
Plos One 10(9): e0139127 (2015)

4. Kato K., Shitan N., Shoji T., Hashimoto T.
Tobacco NUP1 transports both tobacco alkaloids and vitamin B6.
Phytochemistry 113, 33-40 (2015)

5. Shitan N., Kato K., Shoji T.
Alkaloid transporters in plants. (Review)
Plant Biotechnology 31, 453-463 (2014)

6. Shitan N., Minami S., Morita M., Hayashida M., Ito S., Takanashi K., Omote H., Moriyama Y., Sugiyama A., Goossens A., Moriyasu M., Yazaki K.
Involvement of the leaf-specific multidrug and toxic compound extrusion (MATE) transporter Nt-JAT2 in vacuolar sequestration of nicotine in Nicotiana tabacum.
PLoS One 9(9): e108789 (2014)

7. Kawasaki T., Koeduka T., Sugiyama A., Sasaki K., Linley PJ., Shitan N., Kumano T., Yamamoto H., Ezura H., Kuzuyama T., Yazaki K.
Metabolic engineering of flavonoids with prenyltransferase and chalcone isomerase genes in tomato fruits.
Plant Biotechnology 31, 567-571 (2014)

8. Takanashi K., Shitan N., Yazaki K.
The multidrug and toxic compound extrusion (MATE) family in plants. (Review)
Plant Biotechnology 31, 417-430 (2014)

9. Shiono K., Ando M., Nishiuchi S., Takahashi H., Watanabe K., Nakamura M., Matsuo Y., Yasuno N., Yamanouchi U., Fujimoto M., Takanashi H., Ranathunge K., Franke RB., Shitan N., Nishizawa NK., Takamure I., Yano M., Tsutsumi N., Schreiber L., Yazaki K., Nakazono M., Kato K.
RCN1/OsABCG5, an ATP-binding cassette (ABC) transporter, is required for hypodermal suberization of roots in rice (Oryza sativa).
Plant Journal 80(1), 40-51 (2014)

10. Nishiyama Y., Ishida Y., Yoshino T., Moriyasu M., Kato A., Juma F. D., Mathenge S. G., Vhalo Mutiso P. B.
Isoquinoline Alkaloids from Monanthotaxis trichocarpa.
生薬学雑誌, 68, 20-22(2014)

11. 西山由美、石原由美子、山田南雄、士反伸和、守安正恭、中谷典義、渡邉恵美子、佐々木泰介
清宮寿桃丸の抗酸化活性に関する研究
生薬学雑誌, 68, 88-92(2014)

12. Shitan N., Dalmas F., Dan K., Kato N., Ueda K., Sato F., Forestier C., Yazaki K.
Characterization of Coptis japonica CjABCB2, an ATP-binding cassette protein involved in alkaloid transport.
Phytochemistry 91, 109-116 (2013).

13. Shitan N., Sugiyama A., Yazaki K.
Functional Analysis of Jasmonic Acid-Responsive Secondary Metabolite Transporters.
Methods in Molecular Biology 1011, 241-250 (2013).

14. Shitan N., Yazaki K.
New insights into the transport mechanisms in plant vacuoles.
Int Rev Cell Mol Biol 305, 383-433 (2013).

15. Tsuyama T., Kawai R., Shitan N., Matoh T., Sugiyama J., Yoshinaga A., Takabe K., Fujita M., Yazaki K.
Proton-dependent coniferin transport, a common major transport event in differentiating xylem tissue of woody plants.
Plant Physiology 162(2), 918-26 (2013).

16. Moriyasu M., Takeuchi S., Ichimaru M., Nakatani N., Nishiyama Y., Kato A., Mathenge S. G., Juma F. D., Chalo Mutiso P. B.
Pyrenes and Pyrendiones from Uvaria lucida.
J. Nat. Med., 66(3), 453-8 (2012).

17. Iwasa K., Moriyasu M., Wiegrebe W.
Some Contributions to the Application of LC-NMR, LC-MS, and LC-CD to the Biosynthesis of Isoquinoline Alkaloids Using Callus Cultures.
Pharmazie, 67, 571-85 (2012).

18. Kamimoto Y., Terasaka K., Hamamoto M., Takanashi K., Fukuda S., Shitan N., Sugiyama A., Suzuki H., Shibata D., Wang B., Pollmann S., Geisler M., Yazaki K.
Arabidopsis ABCB21 is a facultative auxin im/exporter regulated by cytoplasmic auxin concentration.
Plant Cell Physiology, 53(12), 2090-100 (2012).

19. Inui T., Kawano N., Shitan N., Yazaki K., Kiuchi F., Kawahara N., Sato F., Yoshimatsu K.
Improvement of benzylisoquinoline alkaloid productivity by overexpression of 3'-hydroxy-N-methylcoclaurine 4'-O-methyltransferase in transgenic Coptis japonica plants.
Biol Pharm Bull. 35, 650-659 (2012).

20. M. Moriyasu, N. Nakatani, M. Ichimaru, Y. Nishiyama, A. Kato, S. G. Mathenge, F. D. Juma, P. B. Chalo Mutiso
Chemical Studies on the Roots of Uvaria welwitschii.
J. Nat. Med., 65, 313-21 (2011).

21. ゴミシ中のシザンドリンおよびゴミシンAの分析
田上貴臣,有本恵子,伊藤美千穂,大住優子,岡坂 衛,金谷友成,酒井英二,嶋田康男,高井善孝,十倉佳代子,中島健一,野口 衛,橋爪 崇,久田陽一,本多義昭,守安正恭,山本 豊,横倉胤夫
生薬学雑誌, 65, 108-13 (2011).

22. Koeduka, T., Shitan, N., Kumano, T., Sasaki, K., Sugiyama, A., Linley, P., Kawasaki, T., Ezura, H., Kuzuyama, T., Yazaki, K.
Production of prenylated flavonoids in tomato fruits expressing a prenyltransferase gene from Streptomyces coelicolor A3(2).
Plant Biology (Stuttg) 13, 411-415. (2011).

23. Sugiyama A., Linley P. J., Sasaki K., Kumano T., Yamamoto H., Shitan N., Ohara K., Takanashi K., Harada E., Hasegawa H., Terakawa T., Kuzuyama T., Yazaki K.
Metabolic engineering for the production of prenylated polyphenols in transgenic legume plants using bacterial and plant prenyltransferases.
Metabolic Engineering. 13, 629-637. (2011).

24. Shitan N., Kamimoto Y., Minami S., Kubo M., Ito K., Moriyasu M., Yazaki K.
A tolerance gene for prenylated flavonoid encodes a 26s proteasome regulatory subunit in Sophora flavescens.
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 75, 982-984 (2011).

25. M. Ichimaru, N. Nakatani, M. Moriyasu, Y. Nishiyama, A. Kato, S. G. Mathenge, F. D. Juma, P. B. ChaloMutiso
Hydroxyespintanol and Schefflerichalcone; Two New Compounds from Uvaria scheffleri.
J. Nat Med, 64, 75-79 (2010).

26. Nishiyama Y., Moriyasu M., Ichimaru M., Iwasa K., Kato A., Mathenge S. G., ChaloMutiso P. B., Juma F. D.
Antinocieceptive Effects of the Extracts of Xylopia parviflora Bark and Its Alkaloidal Componennts in Experimental Animals.
J. Nat Med, 64, 9-15 (2010).

27. 守安正恭、小山倫奈、川西和子、奥川 斉
各種イカリソウのフラボノイドの比較について
生薬学雑誌, 64, 1-6 (2010).

28. Nishiyama Y., Iwasa K., Okada S., Takeuchi S., Moriyasu M., Kamigauchi M., Koyama J., Takeuchi A., Tokuda H., Kim H.S., Wataya Y., Takeda K., Liu Y.N., Wu P.C., Bastow K. F., Akiyama T., Lee K.H.
Geranyl Derivatives of Isoquinoline Alkaloids show How Increased Biological Activities.
Heterocycles, 81 (5), 2010

29. Iwasa K., Cui W., Takahashi T., Nishiyama Y., Kamigauchi M., Koyama J., Takeuchi A., Moriyasu M., Takeda K.
Biotransformation of Phenolic Tetrahydroprotoberberines in Plant Cell Cultures Followed by LC-NMR, LC-MS, and LC-CD.
J. Nat. Prod., 73, 115-122, 2010

30. Takemura T., Ikezawa N., Iwasa K. Sato F.
Metabolic diversification of benzylisoquinoline alkaloid biosynthesis through the introduction of a branch pathway in Eschscholzia californica.
Plant Cell Phys. 51,949-959, (2010)

31. Watanabe T., Shitan N., Suzuki S., Umezawa T., Shimada M., Yazaki K., Hattori T.
Oxalate efflux transporter from the brown rot fungus Fomitopsis palustris.
Appl Environ Microbiol 76, 7683-7690. (2010)

32. 岡坂 衛、有本恵子、伊藤美千穂、大住優子、金谷友成、酒井英二、嶋田康男、高井善孝、田上貴臣、十倉佳代子、中島健一、野口 衛、橋爪 崇、久田陽一、本多義昭、守安正恭、山本 豊、横倉胤夫
キササゲ中のカタルポシドおよびパラオキシ安息香酸の分析
生薬学雑誌, 64, 83-89 (2010).

33. Iwasa K. , Okada S., Nishiyama Y., Takeuchi S., Moriyasu M., Tode M., Sugiura M., Takeuchi A., Tokuda H., Takeda K., Liu Y.-N., Wu P.-C., Bastow K. F., Akiyama T., Li K.-H.
Geranyl Derivatives of Salisolinol Show increased Biological Activities.
Heterocylces, 77, 1355-1369 (2009).

34. Iwasa K. , Doi Y., Takahashi T., Cui W., Nishiyama Y., Tode C., Moriyasu M., Takeda K., Minami H., Ikezawa N., Sato F.
Enantiomeric Separation of Racemic 1-Benzyl—methyltetrahydro-isoquinolines on Chiral Columns and Chiral Purity Determinations of the O-methylated Metabolites in Plant Cell Cultures by HPLC-CD On-line Coupling in Combination with HPLC-MS.
Phytochemistry, 70, 198-206 (2009).

35. Deeprlard K., Kawanishi K., Moriyasu M., Pengusparp T., Suttisri R.
Flavonoid Glycosides from the Leaves of Uvaria rufa with Advanced Glycation and End-products Inhibitory Activity.
Thai J. Pharm Sci., 33, 84-90 (2009).

36. Ikezawa N., Iwasa K., Sato F.
CYP719A subfamily of cytochrome P450 oxygenases and isoquinoline alkaloid biosynthesis in Eschscholzia californica.
Plant Cell Rep. 28,123-133, (2009)

37. Kamigauchi M., Noda Y., Iwasa K., In Y., Ishida T.
Crystal Structure of (dl)-Corynoloxine.
X-ray Structure Analysis Online, 25, 1-2. (2009)


<著書>
1. Shitan N., Yazaki K.
New insights into the transport mechanisms in plant vacuoles.
International Review of Cell and Molecular Biology 305, 383-433 (2013)

2. Yazaki K., Shitan N., Sugiyama A., Takanashi K.
Cell and molecular biology of ATP-binding cassette proteins in plants.
International Review of Cell and Molecular Biology 276, 263-299 (2009)

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