骨転移患者のリハビリテーションに応用できる薬剤の探索

• Project/Area Number: 24K14287
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Tokoha University
• Principal Investigator: 太田 力 常葉大学, 保健医療学部, 教授 (10290892)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 転移 / 阻害剤 / 骨転移

Outline of Research at the Start

骨転移を起こした多くの肺癌患者は病的骨折や麻痺により、リハビリテーションが積極的に行われず、ADLや QOL の低下を招いている。最近、骨転移に対して分子標的薬が使用され、症状が安定した状態を保つ患者が増えてきた。しかし、肺癌に有効な分子標的薬の数は少なく、また適応患者数も限られている。そこで、多くの肺癌患者の骨転移治療に利用できる分子標的薬開発の基盤確立を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

癌の進行や治療に伴い、癌患者の Activities of daily living（ADL）やQuality of life (QOL)は低下することが多い。厚生労働省が策定した癌対策推進基本計画で癌患者に対するリハビリテーションを促進することが挙げられたことにより、癌患者のADLやQOLの改善がみられるようになってきた。しかし、癌患者の約２０%に骨転移が認められ、骨転移を起こした癌患者は病的骨折や麻痺などの骨関連事象 (skeletal related events: SREs) により、リハビリテーションの縮小や中止に至ることが多い。特に肺癌患者の骨転移は５０％以上に生じるため、以前は骨に転移すると癌の末期状態と判断され、治療対象にすらならないこともあった。これまで行われてきた骨転移に対するオピオイド鎮痛薬（モルヒネなどの鎮痛効果の高い麻薬）、外科手術および放射線療法に加え、近年、骨修飾薬（ビスホスホネート製剤や抗RANKL抗体製剤などの破骨細胞抑制剤）が使用され、少しずつではあるが、骨転移と上手に共存できるようになってきた。しかし、骨転移を起こした多くの肺癌患者はSREsにより、リハビリテーションが積極的に行われず、ADLや QOL の低下を招いている。
最近、骨転移に対して分子標的薬 [ 癌細胞増殖の鍵となっている蛋白質を標的とした阻害剤 ] が使用され、骨転移した癌が縮小し、リハビリテーションが積極的に行われるほど症状が安定した状態を保つ患者が増えてきた。しかし、肺癌に有効な分子標的薬の数は少なく、また、適応患者数も限られていることから、多くの肺癌患者の骨転移治療に利用できる分子標的薬の開発が強く望まれている。申請者は、転写因子NRF2が骨転移に関与する可能性を見出した。そこで、本研究はNrf2の転写活性を阻害する物質を探し出すことを目的とした。本年度は、阻害物質ライブラーリーを用いて阻害効果のある低分子化合物のスクリーニングを行なった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

分子標的薬の開発には、阻害物質ライブラー（低分子化合物や生理活性物質など多くの物質を集めたもの）から標的分子の活性を阻害する物質を見出すことが第一段階であり、この段階が一番重要な部分である。この段階で阻害効果のある物質を見出すことができれば、分子標的薬の開発は大きく前進することになる。従って、多くの物質から、目的の阻害物質を効率よく探索するアッセイ系が必要不可欠となる。申請者は、阻害物質ライブラーから、Nrf2の転写活性を阻害する物質を効率よく探索するアッセイ系（Nrf2の転写活性をルシフェラーゼ蛋白質の発光強度で測定できる計測系）の構築に成功している。まず、既にNrf2の転写活性を阻害することが知られている物質を利用して、このアッセイ系が実際に運用可能か再度検証を行なった。用いた阻害剤は、転写因子Nrf2のNheI部位に結合し、小Mafとのヘテロ2量体形成を阻害することが知られている低分子化合物ML385（化学式；C29H25N3O4S、分子量；511.59）を用いた。その結果、ML385はμMオーダーの濃度で阻害効果を検出することができることが分かった。そこで、このアッセイ系を用いて、低分子化合物を含む阻害物質ライブラリーの解析を行なった。多くの化合物が溶媒であるDMSO(ジメチルスルオキシド)に溶かしてあるので、コントロールとしてDMAOを用いて効果検証を行なった。その結果、転写因子Nrf2の酵素活性を阻害する可能性のある化合物を数種類同定することができた。

Strategy for Future Research Activity

分子標的薬の開発には、阻害物質ライブラー（低分子化合物や生理活性物質など多くの物質を集めたもの）から標的分子の活性を阻害する物質を見出すことが第一段階であり、この段階が一番重要な部分である。そこで、現在、阻害物質ライブラリーから1種類ずつを種々の濃度（数十mM,数mM,数百μM；阻害物質の溶解度によって解析濃度を調節）でバイオアッセイ系細胞に24時間作用させた後、阻害剤を含む培地を捨て、細胞を数回洗ってから新しい阻害剤を含む培地を加えてルシフェラーゼ（lux）活性を測定することで、阻害物質の探索を行なっている。しかし、この方法では解析できる化合物の数が増えて行かなかった。つまり、標的分子の活性を阻害する物質を見出す第一段階であるスクリーニングの数が少なく、効率的に阻害物質の探索が進んでいない。本解析方法の問題点として、大学で行うには、解析に多くの時間を要することで解析化合物の数に制限が掛かってしまうことである。そこで、今年度は、まず、阻害物質ライブラリーの物質を数十mM濃度のワンポイントで一旦解析を行い、細胞増殖能を阻害することなくルシフェラーゼ（lux）活性を低下させる物質を探索する一次スクリーニングを行うことを計画している。また、数十mM濃度で細胞増殖能を阻害してしまう物質は、数mM濃度で再度阻害効果を調べる二次スクリーニングを行うことを計画している。この2つのスクリーニングを行うことで解析化合物の数を増やすことを目標にして研究を進めることとした。