クロマチン構造・機能の制御に基づくがん抑制法の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12219205
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 吉田 稔 理化学研究所, 化学遺伝学研究室, 主任研究員 (80191617)
• Keywords: ヒストンデアセチラーゼ / FK228 / 酸化還元 / トリコスタチン / トラポキシン / チューブリン / 微小管

Research Abstract

ヒストン脱アセチル化を担うヒストンデアセチラーゼ(HDAC)は近年、抗がん剤の分子標的として大きな注目を集めている。本年はHDAC阻害剤の中で最も強力な抗がん活性を有し、現在米国で第2相試験が行われているFK228について、その作用機序を分子レベルで解析し、細胞内の還元力で分子内S-S結合が開裂して活性化されることを明らかにした。FK228とその還元体redFKの活性を細胞レベルで比較したところ、予想外に酵素阻害活性の強いredFKの方が細胞レベルでは弱いことが判明した。そこで培地中および血清中での安定性を比較したところ、redFKは極めて不安定で急速に失活するのに対し、FK228は安定であることがわかった。っまり、FK228は分子内S-S結合を作ることによって酵素阻害活性基を保護し、標的細胞内にはいってから還元・活性化する天然のプロドラッグであることが明らかになった。このことが他のHDAC阻害剤に比べて低毒性で強い抗がん活性を示す有力な原因として考えられる。
昨年度、TSAとTPXのHDACアイソザイム選択性の違いを利用してHDAC6の基質の同定を試み、54kDのアセチル化タンパク質を見いだした。本年度はこの実体について解明を進めたところ、驚くべきことにα-チューブリンであることが明らかになった。細胞レベル、酵素レベルの実験からα-チューブリンの脱アセチル化酵素はHDAC6そのものであることを証明した。α-チューブリンのアセチル化は微小管の安定性とダイナミズムに関与することから、HDAC6が新たながんの分子標的となる可能性が示された。

Research Products

• [Publications] Matsuyama, A., et al.: "In vivo destabilization of dynamic microtutules by HDAC6-mediated deacetylation"EMBO J.. 21. 6820-6831 (2002)
• [Publications] Hubbert, C., et al.: "HDAC6 is a microtubule-associated deacetylase"Nature. 417. 455-458 (2002)
• [Publications] Furumai, R., et al.: "FK228 (depsipeptide) as a natural prodrug that inhibits class I histone deacetylases"Cancer Res.. 62. 4916-4921 (2002)
• [Publications] Yoshida, Y., et al.: "E3 ubiquitin ligase that recognizes sugar chains"Nature. 418. 438-442 (2002)
• [Publications] Westendorf, J.J., et al.: "Runx2 (Cbfa1,AML-3) interacts with histone deacetylase 6 and represses the p21CIP1/WAF1"Mol. Cell. Biol.. 22. 7982-7992 (2002)
• [Publications] Sakai, Y., et al.: "GEX1 compounds, novel antitumor antibiotics related to herboxidiene, produced by Streptomyces sp."J. Antibiot.. 55. 863-872 (2002)