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Development of anticancer drugs targeting the mutated cancer genome

Research Project

Project/Area Number 20H03540
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
Research InstitutionChiba Cancer Center (Research Institute)

Principal Investigator

永瀬 浩喜  千葉県がんセンター(研究所), がん遺伝創薬研究室, 研究所長 (90322073)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) LIN JASON  千葉県がんセンター(研究所), がん治療開発グループ がん遺伝創薬研究室, 研究員 (80774124)
山本 清義  千葉県がんセンター(研究所), がん治療開発グループ がん遺伝創薬研究室, 研究員 (80783521)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
KeywordsDNA副溝結合化合物 / ゲノム創薬 / 分子標的治療 / 効果副作用予測 / 腫瘍特異性 / ミトコンドリア / マイナーグルーブバインダー / ゲノム変異 / 分子標的化合物 / がん / 創薬開発 / 遺伝子変異 / エピゲノム
Outline of Research at the Start

がんは国民病であり、二人に一人ががんにかかり、3人に一人ががんで亡くなる。がんを克服するための研究が必要である。我々は、がんでは遺伝子変異が蓄積しゲノムが正常の細胞とは異なることに着目し、がんで特異的に変化した遺伝子配列やゲノムの構造を標的にしたDNAの配列を標的にできる化合物の合成に成功している。この技術により様々な配列を認識し、変異したがんゲノムの標的部位を破壊もしくは改変する化合物を合成してきた。この技術により合成された多くの化合物とその効果、そして既存の薬剤の情報から機械学習(AI技術)によってがん細胞だけを標的にでき副作用を最小限にすることが出来る最適な薬剤の開発を試みる。

Outline of Annual Research Achievements

がん特異的な性質を標的とするがんゲノム・エピゲノムの特異的変異標的治療薬の開発に取り組んだ。特にDNA2重らせんの副溝からDNA配列特異的に結合する化合物(MGB:minor groove binder)の自動合成法を独自に開発し、様々な機能性低分子との複合体PDCを合成、その臨床応用に向け研究してきた。本課題では、がんゲノム・エピゲノムのがん特異的な変異を標的にした新たな抗がん治療法の開発に以下の4つの視点から取り組み、研究成果を得ている。 1.ゲノム標的転写制御:複数の遺伝子の制御を目的とした化合物として、PIK3CA、TGFβ遺伝子を標的とした治療薬候補化合物を合成、その結果を論文として発表した。また、ALK、MYC、RA、Wnt標的化合物の開発研究を進めた。 2.エピゲノム制御:ヒストン修飾、DNAメチル化、スーパーエンハンサー、ミトコンドリアゲノムの制御として、転写因子の新規制御系の開発、ヒストン修飾酵素阻害剤送達MGBの機能予測、ミトコンドリアゲノム標的化合物の研究を進め、ミトコンドリア標的化合物について数報の論文を報告した。 3.薬物動態制御:腫瘍集積性、代謝・排泄制御、がん微小環境への影響には、がん周囲微小環境中での細胞間核酸移動に関する研究から新たな治療法の可能性を見出し、論文投稿を行った。さらに皮膚透過性を持つ化合物を合成し、その効果について検討を行った。皮膚透過性を持つ化合物については共同研究者の山本が自身の独立研究として発展させている。4:薬効予測:MGBのゲノム結合部位と遺伝子発現等表現型から機械学習による薬効、副作用の予測研究を行いその結果を総説として2020年のBiomolecules誌に報告した。さらに共同研究者のリンは副作用などの薬剤効果及び遺伝子発現制御に関する同定アルゴリズムを独自に発展させ、研究を進めている。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 12 results) Presentation (11 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Suppression of NSCLC A549 tumor growth by a mtDNA mutation‐targeting pyrrole‐imidazole polyamide‐TPP and a senolytic drug2022

    • Author(s)
      Tsuji Kohei、Kida Yuki、Koshikawa Nobuko、Yamamoto Seigi、Shinozaki Yoshinao、Watanabe Takayoshi、Lin Jason、Nagase Hiroki、Takenaga Keizo
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: - Issue: 4 Pages: 1321-1337

    • DOI

      10.1111/cas.15290

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  • [Journal Article] Targeting anaplastic lymphoma kinase (ALK) gene alterations in neuroblastoma by using alkylating pyrrole-imidazole polyamides2021

    • Author(s)
      Ota Y, Yoda H, Inoue T, Watanabe T, Shinozaki Y, Takatori A, Nagase H
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 16(9) Issue: 9 Pages: e0257718-e0257718

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0257718

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  • [Journal Article] Mitochondria: Endosymbiont bacteria DNA sequence as a target against cancer2021

    • Author(s)
      Nagase Hiroki、Watanabe Takayoshi、Koshikawa Nobuko、Yamamoto Seigi、Takenaga Keizo、Lin Jason
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 112 Issue: 12 Pages: 4834-4843

    • DOI

      10.1111/cas.15143

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    • Author(s)
      Kusakabe Miho、Sato Masahiro、Nakamura Yohko、Mikami Haruo、Lin Jason、Nagase Hiroki
    • Journal Title

      PeerJ

      Volume: 9 Pages: e12247-e12247

    • DOI

      10.7717/peerj.12247

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      Koshikawa Nobuko、Kida Yuki、Yasui Nanami、Shinozaki Yoshinao、Tsuji Kohei、Watanabe Takayoshi、Lin Jason、Yamamoto Seigi、Takenaga Keizo、Nagase Hiroki
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 576 Pages: 93-99

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.08.088

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      Takenaga Keizo、Koshikawa Nobuko、Akimoto Miho、Tatsumi Yasutoshi、Lin Jason、Itami Makiko、Nagase Hiroki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 13302

    • DOI

      10.1038/s41598-021-92772-1

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      Krishnamurthy S, Yoda H, Hiraoka K, Inoue T, Lin J, Shinozaki Y, Watanabe T, Koshikawa N, Takatori A, Nagase H
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 112(3) Issue: 3 Pages: 1141-1149

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      10.1111/cas.14785

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    • Author(s)
      Takenaga Keizo、Akimoto Miho、Koshikawa Nobuko、Nagase Hiroki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 2923-2923

    • DOI

      10.1038/s41598-021-82617-2

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      N.Koshikawa N.Yasui Y.Kida Y.Shinozaki K.Tsuji T.Watanabe K.Takenag H.Nagase
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 未 Issue: 6 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1111/cas.14912

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    • Author(s)
      Lin Jason、Nagase Hiroki
    • Journal Title

      Biomolecules

      Volume: 10 Issue: 4 Pages: 544-544

    • DOI

      10.3390/biom10040544

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  • [Journal Article] Cancer cell-derived interleukin-33 decoy receptor sST2 enhances orthotopic tumor growth in a murine pancreatic cancer model2020

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      Takenaga K、Akimoto M、Koshikawa N、Nagase H
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 15 Issue: 4 Pages: e0232230-e0232230

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0232230

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  • [Journal Article] Effects of Pyrrole-Imidazole Polyamides Targeting Human TGF-β1 on the Malignant Phenotypes of Liver Cancer Cells2020

    • Author(s)
      Takagi Keiko、Midorikawa Yutaka、Takayama Tadatoshi、Abe Hayato、Fujiwara Kyoko、Soma Masayoshi、Nagase Hiroki、Miki Toshio、Fukuda Noboru
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 25 Issue: 12 Pages: 2883-2883

    • DOI

      10.3390/molecules25122883

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  • [Presentation] 機械学習を用いた配列特異的ピロールイミダゾールポリアミド・ボリノスタット複合体によるがんゲノム結合の評価2021

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      リン ジェイソン、細矢 和、佐久間 誠、木田 裕貴、渡部 隆義、山本 清義、高取 敦志、越川 信子、永瀬 浩喜
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      佐久間 誠、リン ジェイソン、高取 敦志、渡部 隆義、山本 清 義、越川 信子、木田 裕貴、永瀬 浩喜
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      高取 敦志、養田 裕行、渡部 隆義、篠崎 喜脩、丸 喜明、筆宝 義隆、永瀬 浩喜
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      第79回日本癌学会学術総会
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      永瀬 浩喜、越川 信子、山本 清義、辻 航平、木田 裕貴、竹永 敬三
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      第79回日本癌学会学術総会
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      太田 陽子、養田 裕行、井上 貴博、渡部 隆義、篠崎 喜脩、 永瀬 浩喜、高取 敦志
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      Jason Lin、佐久間 誠、木田 裕貴、渡部 隆義、山本 清義、 高取 敦志、越川 信子、永瀬 浩喜
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  • [Remarks] がん遺伝創薬研究室

    • URL

      https://www.pref.chiba.lg.jp/gan/kenkyujo/soshiki/iden/index.html

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 二重膜構造細胞内小器官DNA標的薬2020

    • Inventor(s)
      永瀬浩喜、越川信子、渡部隆義、安井七海
    • Industrial Property Rights Holder
      千葉県
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
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    • Overseas

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2022-12-28  

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