慶應義塾研究者情報データベース

経歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2019年04月

  -

  2022年03月

  次世代天然物化学技術研究組合, 研究開発部, 特別研究員

• 2022年04月

  -

  2022年06月

  慶應義塾大学, 薬学部, 特任助教

• 2022年07月

  -

  継続中

  慶應義塾大学, 薬学部, 助教

学歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2010年04月

  -

  2014年03月

  東北大学, 薬学部, 創薬科学科

  大学, 卒業

• 2014年04月

  -

  2016年03月

  東北大学, 薬学研究科

  大学院, 修了, 修士

• 2016年04月

  -

  2019年03月

  東北大学, 薬学研究科

  大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 ／ 非表示 】

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• 博士(薬科学）, 東北大学, 課程, 2019年03月

  中員環天然化合物の構造を基盤としたアルカロイド型化合物ライブラリーの構築

研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

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• ライフサイエンス / 薬系化学、創薬科学 （天然物化学、医薬品化学、有機化学）

論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• Ester derivatives of Dictyostelium differentiation-inducing factors exhibit antibacterial activity, possibly via a prodrug-like function

  Takahashi K., Kikuchi H., Nishimura T., Ishigaki H., Miura Y., Takahashi A., Kubohara Y.

  BMC Research Notes 18 （ 1 ） 40 2025年12月

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  Objective: Dictyostelium differentiation-inducing factors 1 and 3 [DIF-1 (1) and DIF-3 (2), respectively], along with their derivatives, such as Ph-DIF-1 (3) and Bu-DIF-3 (4), demonstrate antibacterial activity in vitro against Gram-positive bacteria, including methicillin-sensitive Staphylococcus aureus (MSSA), methicillin-resistant S. aureus (MRSA), vancomycin-sensitive Enterococcus faecalis (VSE), and vancomycin-resistant Enterococcus faecium [VRE (VanA)]. This study investigates the therapeutic potential of DIF compounds against these Gram-positive bacteria. Results: In vitro tests revealed that the antibacterial activity of 3 and 4 was lost in the presence of human serum albumin (HSA), suggesting that HSA might inhibit their effectiveness. Further evaluation of less hydrophobic derivatives, DIF-1-NH2 (5) and NH2-Bu-DIF-3 (6), showed no antibacterial activity, even in the absence of HSA. However, ester derivatives Ph-DIF-1(AHA) (7) and Bu-DIF-3(2Ac) (8) exhibited antibacterial activity against the target bacteria in vitro, although this activity was also lost in the presence of HSA. We hypothesize that these ester derivatives may function as prodrugs, with their antibacterial activity possibly restored by hydrolysis through bacterial esterases. The results suggest that suitable ester modifications could enhance the in vivo antibacterial potential of DIF compounds, particularly if they can bypass HSA binding and be activated by bacterial enzymes.

  • Access to Document (DOI)

• JBIR-160–166 Obtained from the Heterologous Expression of a Cryptic Gene Cluster in Kitasatospora setae

  Takehiro Nishimura, Kei Kudo, Miho Izumikawa, Ikuko Kozone, Junko Hashimoto, Keita Amagai, Noritaka Kagaya, Yusuke Ogura, Hikaru Suenaga, Hirosato Takikawa, Shunji Takahashi, Haruo Ikeda, Kazuo Shin-ya

  Organic Letters （American Chemical Society）  27 （ 48 ） 13175 - 13180 2025年11月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 査読有り

• Analysis of compound–compound interactions between berberine and baicalin derivatives

  Takehiro Nishimura, Chihiro Iida, Haruhisa Kikuchi

  Journal of Natural Medicines （ the Springer Nature）  2025年11月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

  • Access to Document (DOI)

• A new cannabigerolic acid derivative and its unprenylated precursor produced through the reconstitution of cannabinoid biosynthesis in Streptomyces

  Kudo K., Nishimura T., Miyako K., Suenaga H., Shin-ya K.

  Journal of Antibiotics （Nature Publishing Group）  78 （ 2 ） 126 - 130 2024年12月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  00218820

  　概要を見る

  A new derivative of cannabigerolic acid, designated as iso-cannabigerolic acid (iso-CBGA), a member of the cannabinoid family, and its precursor iso-olivetolic acid (iso-OA) were discovered from the culture of the engineered Streptomyces avermitilis heterologously expressing the genes responsible for cannabigerolic acid biosynthesis. Structural determination revealed an iso-pentyl moiety, which may arise from the biosynthetic precursor pool present in S. avermitilis. We describe herein the culture, isolation, structure determination and antibacterial activities of iso-CBGA and iso-OA.

  • Access to Document (DOI)

• Compound–compound interaction analysis of baicalin and berberine derivatives in aqueous solution

  Uekusa Y., Tanioka C., Nakamoto K., Tsutsumi R., Iida C., Enshu N., Nishimura T., Kiuchi F., Kikuchi H.

  Journal of Natural Medicines 78 （ 3 ） 590 - 598 2024年06月

  ISSN  13403443

  　概要を見る

  Baicalin and berberine are biologically active constituents of the crude drugs Scutellaria root and Coptis rhizome/Phellodendron bark, respectively. Baicalin and berberine are reported to combine together as a 1:1 complex that forms yellow precipitates by electrostatic interaction in decoctions of Kampo formulae containing these crude drugs. However, the structural basis and mechanism for the precipitate formation of this compound–compound interaction in aqueous solution remains unclarified. Herein, we searched for berberine derivatives in the Coptis rhizome that interact with baicalin and identified the chemical structures involved in the precipitation formation. Precipitation assays showed that baicalin formed precipitates with berberine and coptisine but not with palmatine and epiberberine. Thus, the 2,3-methylenedioxy structure may be crucial to the formation of the precipitates, and electrostatic interaction is necessary but is not sufficient. In this multicomponent system experiment, palmatine formed a dissociable complex with baicalin and may competitively inhibit the formation of berberine and coptisine precipitation with baicalin. Therefore, the precipitation formed by berberine and baicalin was considered to be caused by the aggregation of the berberine–baicalin complex, and the 2,3-methylenedioxy structure is likely crucial to the aggregation of the complex. Graphic abstract: (Figure presented.)

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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• 天然物の再構築戦略に基づく中分子化合物ライブラリーの創出

  西村, 壮央

  科学研究費補助金研究成果報告書 2023年

• 天然物の再構築戦略を用いた中分子化合物ライブラリーの創出

  西村, 壮央

  学事振興資金研究成果実績報告書 （慶應義塾大学）  2023年

総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

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• Ester derivatives of Dictyostelium differentiation-inducing factors exhibit antibacterial activity, possibly via a prodrug-like function

  Takahashi K., Kikuchi H., Nishimura T., Ishigaki H., Miura Y., Takahashi A., Kubohara Y.

  BMC Research Notes 18 （ 1 ） 40 2025年01月

  ISSN  1756-0500

  　概要を見る

  Objective: Dictyostelium differentiation-inducing factors 1 and 3 [DIF-1 (1) and DIF-3 (2), respectively], along with their derivatives, such as Ph-DIF-1 (3) and Bu-DIF-3 (4), demonstrate antibacterial activity in vitro against Gram-positive bacteria, including methicillin-sensitive Staphylococcus aureus (MSSA), methicillin-resistant S. aureus (MRSA), vancomycin-sensitive Enterococcus faecalis (VSE), and vancomycin-resistant Enterococcus faecium [VRE (VanA)]. This study investigates the therapeutic potential of DIF compounds against these Gram-positive bacteria. Results: In vitro tests revealed that the antibacterial activity of 3 and 4 was lost in the presence of human serum albumin (HSA), suggesting that HSA might inhibit their effectiveness. Further evaluation of less hydrophobic derivatives, DIF-1-NH<inf>2</inf> (5) and NH<inf>2</inf>-Bu-DIF-3 (6), showed no antibacterial activity, even in the absence of HSA. However, ester derivatives Ph-DIF-1(AHA) (7) and Bu-DIF-3(2Ac) (8) exhibited antibacterial activity against the target bacteria in vitro, although this activity was also lost in the presence of HSA. We hypothesize that these ester derivatives may function as prodrugs, with their antibacterial activity possibly restored by hydrolysis through bacterial esterases. The results suggest that suitable ester modifications could enhance the in vivo antibacterial potential of DIF compounds, particularly if they can bypass HSA binding and be activated by bacterial enzymes.

  • Access to Document (DOI)

• A new cannabigerolic acid derivative and its unprenylated precursor produced through the reconstitution of cannabinoid biosynthesis in Streptomyces

  Kudo K., Nishimura T., Miyako K., Suenaga H., Shin-ya K.

  The Journal of Antibiotics 78 （ 2 ） 126 - 130 2025年01月

  ISSN  0021-8820

  　概要を見る

  A new derivative of cannabigerolic acid, designated as iso-cannabigerolic acid (iso-CBGA), a member of the cannabinoid family, and its precursor iso-olivetolic acid (iso-OA) were discovered from the culture of the engineered Streptomyces avermitilis heterologously expressing the genes responsible for cannabigerolic acid biosynthesis. Structural determination revealed an iso-pentyl moiety, which may arise from the biosynthetic precursor pool present in S. avermitilis. We describe herein the culture, isolation, structure determination and antibacterial activities of iso-CBGA and iso-OA.

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• 設計図を書き換えて難培養微生物由来化合物の生産が可能に!

  西村 壮央

  ファルマシア （公益社団法人日本薬学会）  60 （ 10 ） 966 - 966 2024年10月

  記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著, 筆頭著者,  ISSN  0014-8601

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  植物から得られた生物活性分子のなかには，植物に共生する微生物が真の生産者である場合がある．このような微生物の多くは，特定の共生環境でのみ生育が可能で，一般的な実験室環境下では培養が困難であり，工業生産などへの応用が難しい．Kudoらは，in vitro Cas9反応とバクテリア人工染色体(bacterial artificial chromosome: BAC)上でのギブソンアセンブリーを応用し，相同性が高い配列が繰り返されるI型モジュール型ポリケチド合成酵素遺伝子の標的領域を制約なく編集できる革新的な技術「in vitroモジュール編集」を報告している．本技術を用いて天然物の設計図とも言える生合成遺伝子を編集し，異種発現ホストに発酵生産させることができれば，自由にデザインされた化合物の生産が可能になると期待できる．本稿では，培養困難な微生物由来化合物生産における課題の解決策の1つとして，in vitroモジュール編集を活用したFR900359の生産に関する文献を紹介する．

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• Synthesis of a Library of Terpenoid Alkaloid–Like Compounds Containing Medium‐Sized Rings via Reconstruction of the Humulene Skeleton

  Nishimura T., Shiga K., Sekiya M., Sugawara A., Yonezawa T., Kikuchi H.

  Chemistry – A European Journal 30 （ 48 ） e202402082 2024年08月

  ISSN  09476539

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  The construction of a chemical library based on natural products is a promising method for the synthesis of natural product-like compounds. In this study, we synthesized a terpenoid alkaloid-like compound library based on the humulene skeleton. Our strategy, which enables access to diverse ring systems such as 11-membered monocyclic, oxabicyclic, and medium-sized aza ring-containing scaffolds, involves the introduction of a nitrogen atom, an intermolecular C−O bond formation via Lewis acid-mediated epoxide-opening transannulation, and a ring-reconstruction strategy based on olefin metathesis. A cheminformatics analysis based on their structural and physicochemical properties revealed that the synthesized compounds have high three-dimensionality and high natural product likeness scores but with structural novelty. The usefulness of the terpenoid alkaloid-like compound library for drug discovery and the accessibility to structure-activity relationship studies were validated by performing an assay for osteoclast-specific tartrate-resistant acid phosphatase activity, resulting in the identification of a seed compound for bone-resorptive diseases such as osteoporosis.

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• Compound–compound interaction analysis of baicalin and berberine derivatives in aqueous solution

  Uekusa Y., Tanioka C., Nakamoto K., Tsutsumi R., Iida C., Enshu N., Nishimura T., Kiuchi F., Kikuchi H.

  Journal of Natural Medicines （Springer Science and Business Media LLC）  78 （ 3 ） 590 - 598 2024年06月

  ISSN  1340-3443

  　概要を見る

  Baicalin and berberine are biologically active constituents of the crude drugs Scutellaria root and Coptis rhizome/Phellodendron bark, respectively. Baicalin and berberine are reported to combine together as a 1:1 complex that forms yellow precipitates by electrostatic interaction in decoctions of Kampo formulae containing these crude drugs. However, the structural basis and mechanism for the precipitate formation of this compound–compound interaction in aqueous solution remains unclarified. Herein, we searched for berberine derivatives in the Coptis rhizome that interact with baicalin and identified the chemical structures involved in the precipitation formation. Precipitation assays showed that baicalin formed precipitates with berberine and coptisine but not with palmatine and epiberberine. Thus, the 2,3-methylenedioxy structure may be crucial to the formation of the precipitates, and electrostatic interaction is necessary but is not sufficient. In this multicomponent system experiment, palmatine formed a dissociable complex with baicalin and may competitively inhibit the formation of berberine and coptisine precipitation with baicalin. Therefore, the precipitation formed by berberine and baicalin was considered to be caused by the aggregation of the berberine–baicalin complex, and the 2,3-methylenedioxy structure is likely crucial to the aggregation of the complex. Graphic abstract: (Figure presented.)

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

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• Construction of Middle-Molecule Chemical Library Based on the Ring-Reconsturuction Strategy of Cyclic Natural Products

  Takehiro Nishimura, Kosuke Shiga, Yuki Sato, Fumiaki Kobayashi, Haruhisa Kikuchi

  [国際会議]  Pacifichem2025, 

  2025年12月

  , 

  ポスター発表

• 多様性拡大抽出物を用いた非天然型モノテルペンインドールアルカロイドライブラリーの創出

  西村壮央, 鈴木佳英, 一戸佳祐, 菊地晴久

  [国内会議]  第42回メディシナルケミストリーシンポジウム, 

  2025年11月

  , 

  ポスター発表

• 4連続不⻫中⼼を有するシクロペンタン—β-ラクトン含有天然化合物 JBIR-155 の合成研究

  吉田慶季, 西村壮央, 菊地晴久

  [国内会議]  第51回反応と合成の進歩シンポジウム, 

  2025年11月

  , 

  ポスター発表

• 細胞性粘菌を用いた天然物化学研究

  西村　壮央, 菊地　晴久

  [国内会議]  日本細胞性粘菌学会第15回例会, 

  2025年10月

  , 

  口頭発表（一般）

• エルサルバドル産植物を用いた抗トリパノソーマ活性を有する天然物の探索

  山内雄斗, 西村壮央, Marvin J. Núñez, 嶋田淳子, 菊地晴久

  [国内会議]  第25回天然薬物の開発と応用シンポジウム, 

  2025年10月

  , 

  ポスター発表

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

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• 構造新規性と機能性を両立した中分子化合物群の創出

  2026年04月

  -

  2027年03月

  公益財団法人　上原記念生命科学財団, 研究奨励金, 研究代表者

• 2023年度　武田科学振興財団　薬学系研究助成

  2023年08月

  -

  2028年03月

  武田科学振興財団, 薬学系研究助成, 補助金,  研究代表者

• 伸長型テルペノイド-ポリケチドハイブリッド型中分子化合物の創出

  2023年04月

  -

  2026年03月

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 西村 壮央, 若手研究, 補助金,  研究代表者

  　研究概要を見る

  既存の中分子化合物とは異なるケミカルスペースを有する化合物ライブラリーの構築は、医薬品シーズ探索に重要である。
  本研究では、天然ポリケチドの分解反応により多様なユニットを得た後に、これらを環状ジテルペンへの組み込みと環構造の再構築により新奇性の高い化合物群を創出する。
  得られた化合物を生物活性試験などにより評価し、天然化合物を基盤とした新たな中分子化合物ライブラリー構築の方法論を確立する。
  本研究課題では、天然物の構造を基盤として「伸長型テルペンーポリケチドハイブリッド化合物」の構築を目指した。「伸長型テルペンーポリケチドハイブリッド化合物」とは申請者が定義する言葉で、植物が産生する化合物に多く見られるテルペン、微生物が産生する構造に見られるポリケチドの両化合物の特徴を有する化合物のことである。このような化合物を植物や微生物から大量供給可能な天然物を用いて、適切な化学反応に供することで、複雑な化学構造と多様な官
  能基を持つ化合物の構築を行う。これにより、未踏のケミカルスペースを持つ化合物群が得られると期待できる。
  本年度は、適切な天然物の探索と誘導体化について検討を行い、植物由来成分としてアビエチン酸およびカンファー酸を選択した。アビエチン酸およびカンファー酸の構造を基盤とし、ポリケチドとのハイブリッド構造の構築に向け、まずはペプチドとの縮合および大環状化の検討を行うことで本研究計画の実現可能性を検討した。
  上記の検討の結果、既存のペプチドとは異なる構造的特徴を有する化合物ライブラリーの構築を行った。本研究により構築される化合物ライブラリーは、既存の医薬品や天然物、ペプチドライブラリーとは一線を画していると期待できる。このことは、得られる構造を基に作成したバーチャルライブラリーを用いた予備的なケモインフォマティクス解析により、明らかにされている。今後、実際の化合物を供給し、広い生物活性を指標にスクリーニングを行うことで、有用なリード化合物の発見につながると期待できる。
  本年度は、植物由来化合物であるアビエチン酸、カンファー酸を基盤とし、「伸長型テルペンーポリケチドハイブリッド化合物」の部分構造となる化合物を得た。これらのビルディングブロックは、それぞれ異なる分子構造を有していることから既存の合成試薬とは異なる三次元構造を有する化合物群の創出につながると期待できる。
  さらに、予備的な検討として、微生物から供給される、ブレフェルジンA、エリスロマイシンについてもビルディング化の検討を行った。ブレフェルジンAについては、ヒドロキシをアミノ基へと置換することで、2種類のビルディングブロックを得た。エリスロマイシンについては、文献既知の方法に従い、2つの糖の除去について検討を行った。
  以上の検討結果より、本研究計画はおおむね順調に進展していると考えている。
  今後は、より多様な化合物の創出のため使用する天然物を増やしていく。これまでの検討には使用してこなかった構造的特徴を有する化合物を利用することで、ケミカルスペースの拡大が可能であると期待できる。例えば、微生物が産生するポリエーテル型化合物であるモネンシンや、植物が多く生産するフラボノイドなどを検討の候補とする予定である。
  また、得られた化合物については、順次生物活性試験に供することで、生物活性を指向した構造展開も行う予定である。実際に、中南米地域で蔓延しているシャーガス病の原因となる、トリパノソーマ原虫に対するアッセイ試験法を確立しており、このような評価方法を併せて検討していく。

• 天然物の再構築戦略に基づく中分子化合物ライブラリーの創出

  2022年08月

  -

  2024年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 西村 壮央, 研究活動スタート支援, 補助金,  研究代表者

  　研究概要を見る

  中分子医薬品や抗体薬物複合体などの新しいモダリティが注目されているが、これらに用いられる中分子化合物の探索源としてペプチド型以外の化合物ライブラリーの整備は不十分である。申請者は、天然物の構造をもとに、複雑な構造と大きな分子量を持つビルディングブロックを創出し、これらを用いて天然物を再構築することで大環状構造を持つ中分子化合物ライブラリーを創出する。これにより、天然物の特徴を持ちながら、独自性および構造多様性の高い化合物群を創出するための新たな方法論を確立する。構築した化合物ライブラリーは、ケモインフォマティクス解析や生物活性を通して化合物ライブラリーの有用性を示す。
  中分子医薬品や抗体薬物複合体などの新しいモダリティが注目されているが、これらに用いられる中分子化合物の探索源としてペプチド以外の化合物ライブラリーの整備は不十分である。申請者は、天然物を適切な分解反応に付し、複雑な構造と大きな分子量を持つビルディングブロックを創出し、これらを用いて天然物様の構造の再構築による中分子化合物ライブラリー構築を検討した。これにより、天然物の特徴を持ちながら、独自性の高い化合物群を創出するための新たな方法論を確立を目指した。構築した化合物ライブラリーは、ケモインフォマティクス解析や様々な活性を指標に評価を行い、構築される化合物ライブラリーの有用性を示した。
  本研究課題では、新しい医薬品モダリティとして注目されている中分子化合物に着目した。天然化合物を適切な分解反応に付すことにより複雑な構造と大きな分子量を有するビルディングブロックを創出し、これらを組み合わせることで天然化合物様の中分子化合物の構築を行った。植物由来成分アビエチン酸や微生物由来のブレフェルジンAを原料として、分解反応や適切な結合反応を行うことで中分子化合物の構築を行った。これらの化合物についてケモインフォマティクス解析を行ったところ、既存のペプチド化合物とは異なる構造的特徴を有していることが明らかとなった。以上の結果は、新規中分子医薬品の開発へとつながることが期待できる。

• ホクト生物科学振興財団　研究助成

  2022年04月

  -

  2023年03月

  ホクト生物科学振興財団, 研究助成, 補助金,  研究代表者

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

• 課題研究（天然医薬資源学）

  2025年度

• 演習（天然医薬資源学）

  2025年度

• 卒業研究１（薬学科）

  2025年度

• 生薬学実習

  2025年度

• 生薬学２

  2025年度

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

• 日本生薬学会, 

  2023年08月

  -

  継続中

• 日本細胞性粘菌学会, 

  2022年09月

  -

  継続中

• 日本薬学会, 

  2016年04月

  -

  継続中