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Development of antitumor drug for pediatric cancer by utilizing probiotic derived antitumor molecules

Research Project

Project/Area Number 21KK0291
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 48020:Physiology-related
Research InstitutionAsahikawa Medical College

Principal Investigator

小西 弘晃  旭川医科大学, 医学部, 特任助教 (30777181)

Project Period (FY) 2022 – 2024
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥15,600,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥3,600,000)
Keywordsプロバイオティクス / 小児癌 / 抗腫瘍分子 / 小児がん / Heptelidic acid / 生理活性物質
Outline of Research at the Start

申請者は、プロバイオティクス由来の抗腫瘍分子を効果や安全性に優れた消化器癌治療薬へ応用するための新薬開発研究を推進してきた。共同研究者であるUC Davis 佐竹典子先生のグループは小児がん細胞やがん幹細胞を免疫不全マウスに移植したPDXモデルを使用することで試験薬の臨床的奏効率を即座に反映できる独自のシステムを築いてきた。本国際共同研究では、私のプロバイオティクス由来の生理活性物質を同定する技術と佐竹先生の持つ小児がんの前臨床モデルを合わせることで小児がんに治療効果を持つ菌由来分子を同定し、その作用メカニズムを解明することで新規小児がん治療薬開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

プロバイオティクスは適正量を摂取した際に宿主に有益な作用をもたらす微生物群の総称であり、特定のプロバイオティクスが消化器癌や乳癌など多様な癌腫に対して優れた抗腫瘍活性を発揮することが数多く報告されている。本研究においては私が麹菌の培養上清より同定したHeptelidic acidが小児がんに対して抗腫瘍効果を発揮するかを検討した。これまでにHeptelidic acidは小児B細胞性急性白血病細胞を用いたin vitroモデル、患者由来細胞を用いたex vivoモデル、及びin vivo Patient derived xenograft (PDX)モデルにおいて優れた抗腫瘍効果を発揮することを確認した。また、Heptelidic acidによる抗腫瘍効果は既存抗癌剤であるビンクリスチンと相乗的に作用することを明らかにした。PDXモデルにおいて、重篤な有害事象は確認されないにもかかわらず抗腫瘍効果が確認されたことから、Heptelidic acidは効果のみならず安全性に優れた治療薬候補であることを実証した。また、Heptelidic acidはネクロプトーシス経路の活性化因子であるRIPK1を介して抗がん作用を発揮していることを見出した。Heptelidic acidによる抗腫瘍作用は解糖系関連酵素の阻害によるATPの枯渇によりもたらされていることを明らかにした。このほかにもHeptelidic acidは小児T細胞性急性白血病細胞や神経膠芽腫、小児脳腫瘍をはじめとする多数の小児がん細胞に対して抗腫瘍効果を発揮しうることを見出した。
さらに構築したプロバイオティクスライブラリーを用いて黒麹や乳酸菌の培養上清から新たに抗腫瘍活性を発揮するHPLC分画の回収に成功した。現在質量分析解析により抗腫瘍分子の同定を試みている

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

私が同定したプロバイオティクス由来抗腫瘍分子がPDXモデルにおいて抗腫瘍効果を発揮することを確認できた。また、Heptelidic acidが抗がん作用を発揮するメカニズムを見出した。さらに新規の抗腫瘍分子候補をプロバイオティクス培養液から抽出することに成功した。

Strategy for Future Research Activity

Heptelidic acidによるRIPK1以外の細胞死誘導経路の関与を明らかにする。新規の抗がん分子を同定し、PDXモデルを用いて効果を検証していく。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Therapeutic efficacy of RAS inhibitor trametinib using a juvenile myelomonocytic leukemia patient-derived xenograft model2024

    • Author(s)
      Lee Alex Q.、Konishi Hiroaki、Ijiri Masami、Li Yueju、Panigrahi Arun、Chien Jeremy、Satake Noriko
    • Journal Title

      Pediatric Hematology and Oncology

      Volume: - Issue: 5 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1080/08880018.2024.2343688

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis and biological evaluation of echinomycin analogues as potential colon cancer agent2024

    • Author(s)
      Kojima Keita、Konishi Hiroaki、Momosaki Kyoka、Komatani Yuya、Katsuyama Akira、Nakagawa Koji、Kanamitsu Kayoko、Yakushiji Fumika、Fujiya Mikihiro、Ichikawa Satoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 7628-7628

    • DOI

      10.1038/s41598-024-58196-3

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Probiotic-derived ferrichrome induces DDIT3-mediated antitumor effects in esophageal cancer cells2024

    • Author(s)
      Kunogi Takehito、Konishi Hiroaki、Sakatani Aki、Moriichi Kentaro、Yamamura Chikage、Yamamoto Koji、Kashima Shin、Ando Katsuyoshi、Ueno Nobuhiro、Tanaka Hiroki、Okumura Toshikatsu、Fujiya Mikihiro
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 10 Issue: 6 Pages: e28070-e28070

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2024.e28070

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cmpd10357 to treat B-cell acute lymphoblastic leukemia2023

    • Author(s)
      Lee Alex Q.、Konishi Hiroaki、Helmke Elizabeth、Ijiri Masami、Lerot Jan Michael A.、Hicks Emma、Chien Jeremy R.、Gorin Fredric A.、Satake Noriko
    • Journal Title

      Experimental Hematology

      Volume: 119-120 Pages: 8-13.e1

    • DOI

      10.1016/j.exphem.2022.12.005

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A distinct subpopulation of leukemia initiating cells in acute precursor B lymphoblastic leukemia: quiescent phenotype and unique transcriptomic profile2022

    • Author(s)
      Lee Alex Q.、Konishi Hiroaki、Duong Connie、Yoshida Sakiko、Davis Ryan R.、Van Dyke Jonathan E.、Ijiri Masami、McLaughlin Bridget、Kim Kyoungmi、Li Yueju、Beckett Laurel、Nitin Nitin、McPherson John D.、Tepper Clifford G.、Satake Noriko
    • Journal Title

      Frontiers in Oncology

      Volume: 12

    • DOI

      10.3389/fonc.2022.972323

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Targeting the spliceosome in high-risk B-cell acute lymphoblastic leukemia2024

    • Author(s)
      Murakami Y, Konishi H, Tepper C, McPherson J, Satake N
    • Organizer
      American Association for Cancer Research
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Probiotic-derived heptelidic acid demonstrates therapeutic efficacy against pediatric B-cell acute lymphoblastic leukemia2023

    • Author(s)
      Konishi H, Murakami Y, Helmke E, Lerot JMA, Satake N
    • Organizer
      American Hematopoietic Society
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Probiotic derived heptelidic acid is cytotoxic in pediatric B-cell acute lymphoblastic leukemia2023

    • Author(s)
      Konishi H, Murakami Y, Yamamoto K, Yamamura C, Satake N, Fujiya M
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] RAB3GAP1-mediated mitosis and growth due to a tumor-specific status of RNA binding protein2023

    • Author(s)
      Konishi H, Murakami Y, Ando K, Sakatani A, Sasaki T, Takahashi K, Ueno N, Kashima S, Tanaka H, Moriichi K, Fujiya M
    • Organizer
      第81回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-02-08   Modified: 2024-12-25  

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