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Development of ADC with novel anticancer drug release system triggered by peptide cyclization reaction

Research Project

Project/Area Number 22K15253
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

DENDA Masaya  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 助教 (00813891)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsペプチド環化反応 / ADC / alpha-Amanitin / N-Sアシル基転移反応 / ラクトンペプチド / Native Chemical Ligation / O-アシルイソペプチド / 抗体薬物複合体 / ペプチド / 抗がん剤
Outline of Research at the Start

本研究では、抗体-薬物 (抗がん剤) 複合体 (ADC) の最大の問題点である、抗がん剤の非特異的放出に伴う全身性の副作用発現の抑制を目的として、がん細胞内選択的に活性型抗がん剤を放出するシステムの構築を目指す。本システム構築に向け、ペプチド性抗がん剤に着目し、ペプチドの環化反応による活性化をトリガーとして、抗体と抗がん剤を連結するリンカー分子の切断を惹起するシステムを構築する。リンカー分子には、我々が開発した酸性条件下N-Sアシル基転移反応にチオエステル型に活性化するSECmideを利用し、がん細胞エンドソーム内でチオエステルを介して環状ペプチド性抗がん剤を放出するシステムを構築する。

Outline of Final Research Achievements

Antibody-drug conjugates (ADCs) are attracting attention as new anticancer agents. In this study, we aimed to develop an active anti-cancer drug release system triggered by peptide cyclization reaction to suppress non-selective release of anti-cancer drugs, which is a problem of ADCs. In this study, we focused on Amanitin, a bicyclic cyclic peptide, as an anticancer drug to be loaded on ADCs. First, a novel synthetic method for amanitin was established. Furthermore, we demonstrated that the release of peptides can be triggered by the formation of cyclic peptides by using a probe that converts to thioesters by N-S acyl-transfer reaction under acidic conditions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

抗体-薬物複合体(ADC)は、新たな抗がん剤として非常に有用である。しかしながら抗体-薬物間リンカーの非選択的な切断による薬物放出は、全身性副作用発現などに関与する非常に重大な問題点である。本研究で開発を目指してきた、がん細胞内選択的なペプチド環化反応による活性化とこれをトリガーとする活性型ペプチド性抗がん剤放出システムは、従来のADCが有する上述問題点を解決する戦略となり得ることから、社会的意義は非常に大きいものである。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Identification of Low-Density Lipoprotein Receptor-Related Protein 1 as a CXCL14 Receptor Using Chemically Synthesized Tetrafunctional Probes2024

    • Author(s)
      Miyajima Rin、Tanegashima Kosuke、Naruse Naoto、Denda Masaya、Hara Takahiko、Otaka Akira
    • Journal Title

      ACS Chemical Biology

      Volume: 19 Issue: 2 Pages: 551-562

    • DOI

      10.1021/acschembio.3c00717

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    • Author(s)
      Ohkawachi Kento、Anzaki Kaito、Kobayashi Daishiro、Kyan Ryuji、Yasuda Takuma、Denda Masaya、Harada Norio、Shigenaga Akira、Inagaki Nobuya、Otaka Akira
    • Journal Title

      Chemistry A European Journal

      Volume: - Issue: 26

    • DOI

      10.1002/chem.202300799

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  • [Journal Article] Enhanced tumor specific drug release by hypoxia sensitive dual-prodrugs based on 2-nitroimidazole2023

    • Author(s)
      Tsuji Takashi、Tsunematsu Honoka、Imanishi Masaki、Denda Masaya、Tsuchiya Koichiro、Otaka Akira
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      Volume: 95 Pages: 129484-129484

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2023.129484

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  • [Journal Article] Advances in Preparation of Peptide and Protein Thioesters Aiming to Use in Medicinal Sciences2022

    • Author(s)
      Denda Masaya、Otaka Akira
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 70 Issue: 5 Pages: 316-323

    • DOI

      10.1248/cpb.c21-01019

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Year and Date
      2022-05-01
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      Miyake Masato、Sobajima Mitsuaki、Kurahashi Kiyoe、Shigenaga Akira、Denda Masaya、Otaka Akira、Saio Tomohide、Sakane Naoki、Kosako Hidetaka、Oyadomari Seiichi
    • Journal Title

      Cell Chemical Biology

      Volume: 7 Issue: 6 Pages: 996-1009

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2022.01.002

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      Sato Daiki、Denda Masaya、Tsunematsu Honoka、Tanaka Naonobu、Konishi Isamu、Komiya Chiaki、Shigenaga Akira、Otaka Akira
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Issue: 17 Pages: 2918-2921

    • DOI

      10.1039/d1cc07248j

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      Kobayashi D, Kuraoka E, Hayashi J, Yasuda T, Kohmura Y, Denda M, Harada N, Inagaki N, Otaka A.
    • Journal Title

      ACS Med Chem Lett.

      Volume: 14 Issue: 7 Pages: 1125-1130

    • DOI

      10.1021/acsmedchemlett.2c00161

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      https://www.tokushima-u.ac.jp/ph/faculty/labo/syn/

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      https://www.tokushima-u.ac.jp/ph/faculty/labo/syn/

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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