オピオイドμ/δ二量体化受容体特異的な新規鎮痛薬の開発並びに臨床応用への基盤構築

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K08686
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: 上園 保仁 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (20213340)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: GPCR / 鎮痛療法 / ヘテロ二量体 / トランスレーショナルリサーチ / オピオイド受容体

Outline of Annual Research Achievements

近年、オピオイド受容体は生体でμ/δ二量体化受容体（μ/δ受容体）を形成すること、そしてその薬物特性は単量体のものと異なることがわかってきた。近年、μ/δ受容体選択的作動薬が耐性を示さず鎮痛効果を有することが報告され、耐性の少ないオピオイド鎮痛薬としてμ/δ選択的アゴニストの臨床開発が期待されている。
その一例として、μ/δ受容体に選択性を示す部分作動薬ML335が報告された。このML335は鎮痛効果を示し、さらにモルヒネ鎮痛耐性を生じたマウスに対しても鎮痛効果を示したことから、鎮痛耐性を起こしにくいという利点を生かし、モルヒネ鎮痛耐性が生じた際の新たな薬物処方になる可能性が考えられた。しかし当研究室でCellKeyを用い行った実験では、ML335はμ/δ受容体発現細胞に対しefficacy、potencyは共に低く、さらにμ/δ受容体選択性もかなり低い（論文通りにはいかない）ことが判明した。実験系の最適化を何度も行いML335の活性を確認したが、報告されたML335の特性を再現することができなかった。
そこでML335をシーズとして数十種の新たな化合物を作製し、CellKey assayを行った。その結果、行った化合物の中で3種の化合物に、ML335と比較しμOR、δORに親和性が低く、μ/δには活性化を有し、親和性もML335と変わらない性質があることを見出した。
現在、同物質の特許化の可能性について知財担当者と相談中であり、さらに同物質をシーズとする新規化合物の合成を行っているところである。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究は、オピオイドμ/δ二量体化受容体特異的な新規鎮痛薬の開発、ならびに臨床応用への基盤構築を目的として、3年計画で研究をスタートさせた。μ/δ受容体に選択性を示す部分作動薬ML335がモルヒネ耐性の少ない鎮痛効果を示したことから、μ/δ受容体作動薬は鎮痛耐性を起こしにくいML335の鎮痛薬になり得ると考えたが、当研究室で解析に用いたCellKeyでの実験では、μ/δ受容体に対する選択性、効率が低いことがわかり、実験系の最適化を行った。しかしながら論文通りの結果を得ることはできなかった。そこでML335をシーズとして、新たな合成法の視点のもと数十種の新規化合物を作製し、CellKeyアッセイを行ったところ、このうち3種に、ML335に比較しμOR、δORへの親和性が低く、μ/δに高い性質を見出した。この化合物の1) 特許化、2) 同化合物をシーズとした新たな化合物合成を現在行っており、昨年の遅れは取り戻せたと考えている。

Strategy for Future Research Activity

本研究は、オピオイドμ/δ二量体化受容体特異的な新規鎮痛薬の開発ならびに臨床応用への基盤構築を目的として、3年計画で研究をスタートさせた。北里大学薬学部 藤井秀明教授を連携研究者として、プロトタイプであるML335のμ/δ二量体化受容体アゴニストの特性を指標に新規μ/δ特異的鎮痛薬の創製をめざすものであった。そして今年度、ML335の特性を超える化合物を見出すことができた。今後は1) 同化合物の特許化、2) 同化合物をシーズとした更なる化合物の合成およびその機能解明を行っていく。

Causes of Carryover

本研究は、オピオイドμ/δ二量体化受容体特異的な新規鎮痛薬の開発ならびに臨床応用への基盤構築を目的として、3年計画で研究をスタートさせた。ML335のμ/δ二量体化受容体アゴニストの特性を指標に新規μ/δ特異的鎮痛薬の創製をめざし、今年度はML335をシーズとしてさまざまな化合物を作製した。CellKeyにてその特性を解析し、そのうちの3種がML335の特性を超えるものであった。本年度行うべきであった研究はほぼ行えたが、CellKey以外のアッセイを用いて行う実験を完遂できなかったため、本実験を次年度に回すこととした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

ML335をシーズとして作製した化合物について、さらに詳細な実験を行う。また知財担当者との相談如何では知財の調査を行い、その費用に充てる。

Research Products

• [Journal Article] The κ-opioid receptor agonist nalfurafine enhances the chemotherapy-induced survival advantage in pancreatic cancer-bearing mice. (2017)
  • Author(s): Hamada, Y., Tasaki, Y., Morita, K., Yamamizu, K., Narita, M., Matsuyama, F., Suzuki, M., Ikegami, D., Arakawa, K., Nagumo, Y., Kawata, M., Uezono, Y., Nagase, H., Aoki, K., Yamashita, J. K., Kuzumaki, N., Narita, M.
  • Journal Title: Jpn J Pharm Palliat Care Sci Volume: 10 Pages: 7-12
  • DOI: -
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Relief from neuropathic pain by blocking of platelet-activating factor-pain loop. (2017)
  • Author(s): Shindou, H., Shiraishi, S., Tokuoka, S. M., Takahashi, Y., Harayama, T., Abe, T., Bando, K., Miyano, K., Kita, Y., Uezono, Y., Shimizu, T.
  • Journal Title: FASEB J Volume: - Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1096/fj.201601183R
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of methadone as a β-arrestin-biased μ-opioid receptor agonist. (2016)
  • Author(s): Doi, S., Mori, T., Uzawa, N., Arima, T., Takahashi, T., Uchida, M., Yawata, A., Narita, M., Uezono, Y., Suzuki, T., Narita, M.
  • Journal Title: Mol Pain Volume: 12 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1177/1744806916654146
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The atypical antipsychotic, olanzapine, potentiates ghrelin-induced receptor signaling: an in vitro study with cells expressing cloned human growth hormone secretagogue receptor. (2016)
  • Author(s): Tagami, K., Kashiwase, Y., Yokoyama, A., Nishimura, H., Miyano, K., Suzuki, M., Shiraishi, S., Matoba, M., Ohe, Y., Uezono, Y.
  • Journal Title: Neuropeptides Volume: 58 Pages: 93-101
  • DOI: 10.1016/j.npep.2015.12.010
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ignavine: orthosteric enhancer of the µ opioid receptor. (2016)
  • Author(s): Ohbuchi, K., Miyagi, C., Suzuki, Y., Mizuhara, Y., Mizuno, K., Omiya, Y., Yamamoto, M., Warabi, E., Sudo, Y., Yokoyama, A., Miyano, K., Hirokawa, T., Uezono, Y.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 6 Pages: 31748
  • DOI: 10.1038/srep31748
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Increased ghrelin signaling prolongs survival in mouse models of human aging through activation of sirtuin1. (2016)
  • Author(s): Fujitsuka, N., Asakawa, A., Morinaga, A., Amitani, M.S., Amitani, H., Katsuura, G., Sawada, Y., Sudo, Y., Uezono, Y., Mochiki, E., Sakata, I., Sakai, T., Hanazaki, K., Yada, T., Yakabi, K., Sakuma, E., Ueki, T., Niijima, A., Nakagawa, K., Okubo, N., Takeda, H., Asaka, M., Inui, A.
  • Journal Title: Mol Psychiatry Volume: 21 Pages: 1613-1623
  • DOI: 10.1038/mp.2015.220
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Transient receptor potential ankyrin 1 agonists improve intestinal transit in a murine model of postoperative ileus. (2016)
  • Author(s): Tsuchiya, K., Kubota, K., Ohbuchi, K., Kaneko, A., Ohno, N., Mase, A., Matsushima, H., Yamamoto, M., Miyano, K., Uezono, Y., Kono, T.
  • Journal Title: Neurogastroenterol Motil Volume: 28 Pages: 1792-1805
  • DOI: 10.1111/nmo.12877
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of lysophosphatidic acid receptor 1 in astroglial cells as a target for glial cell line-derived neurotrophic factor expression induced by antidepressants. (2016)
  • Author(s): Kajitani, N., Miyano, K., Okada-Tsuchioka, M., Abe, H., Itagaki, K., Hisaoka-Nakashima, K., Morioka, N., Uezono, Y., Takebayashi, M.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 291 Pages: 27364-27370
  • DOI: 10.1074/jbc.M116.753871
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] がん患者のQOL向上に役立つ六君子湯-基礎・臨床研究で得られた科学的エビデンスを通して-. (2017)
  • Author(s): 上園保仁.
  • Organizer: 第90回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール（長崎県・長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-17
  • Invited
• [Presentation] 解熱鎮痛薬Acetaminophenおよびその代謝産物AM404のオピオイド受容体活性に対する効果～がん性疼痛コントロールの向上を目指して～. (2017)
  • Author(s): 宮野加奈子、松出知子、大栗宝子、荻野拓海、大道容子、江藤萌子、野中美希、横山徹、白石成二、樋上賀一、藤井秀明、上園保仁.
  • Organizer: 第90回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール（長崎県・長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-17
• [Presentation] デスアシルグレリンはドキソルビシン心毒性に対して心保護効果を持つ. (2017)
  • Author(s): 野中美希、呉林なごみ、村山尚、杉原匡美、白石成二、宮野加奈子、江藤萌子、細田洋司、岸田昭世、寒川賢治、櫻井隆、上園保仁.
  • Organizer: 第90回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール（長崎県・長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-17
• [Presentation] 麻酔および緩和ケアで用いられるレミフェンタニルおよびフェンタニルの薬理学的特性解析とその比較. (2017)
  • Author(s): 石橋尚人、倉田眞治、大道容子、荻野拓海、大栗宝子、松出知子、江藤萌子、宮野加奈子、野中美希、南浩一郎、藤井秀明、樋上賀一、鮎瀬卓郎、上園保仁.
  • Organizer: 第90回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール（長崎県・長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-17
• [Presentation] ブシ末含有成分であるイグナビンは、オピオイドレセプターに対するアロステリック制御を介して鎮痛効果を発揮する. (2017)
  • Author(s): 下堀知香、大渕勝也、水原康晴、鈴木康之、大宮雄司、山本雅浩、宮野加奈子、上園保仁、広川貴次.
  • Organizer: 第90回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール（長崎県・長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-17
• [Presentation] Ligand-biased efficacy説に呼応した細胞内シグナルに基づくμ-オピオイド受容体作動薬の分子薬理学的プロファイリング. (2017)
  • Author(s): 河田美穂、有馬崇充、成田道子、上園保仁、葛巻直子、成田年.
  • Organizer: 第90回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール（長崎県・長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-17
• [Presentation] Effects of ghrelin and des-acyl ghrelin on doxorubicin-induced cardiotoxicity. (2017)
  • Author(s): Nonaka, M., Kurebayashi, N., Murayama, T., Sugihara, M., Shiraishi, S., Miyano, K., Hosoda, H., Kishida, S., Kangawa, K., Sakurai, T., Uezono, Y.
  • Organizer: The 61th Annual Meeting of the Biophysical Society
  • Place of Presentation: New Orleans (USA)
  • Year and Date: 2017-02-11 – 2017-02-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オピオイド耐性に関与するオピオイド受容体インターナリゼーションへのAcetaminophenおよびAM404の効果解析-可視化Halotag融合オピオイド受容体発現細胞を用いて. (2016)
  • Author(s): 大道容子、大栗宝子、川合田恵美、根本悦子、横山明信、宮野加奈子、山川央、松出知子、江藤萌子、佐藤汐莉、平山重人、野中美希、南浩一郎、横山徹、白石成二、長瀬隆弘、藤井秀明、上園保仁.
  • Organizer: 第69回日本薬理学会西南部会
  • Place of Presentation: 松山大学（愛媛県・松山市）
  • Year and Date: 2016-11-26
• [Presentation] Acetaminophenの有効代謝産物であるAM404の誘導体によるμ、δ、κオピオイド受容体への効果の解析. (2016)
  • Author(s): 荻野拓海、上野正義、松出知子、根本悦子、平山重人、横山明信、大栗宝子、川合田恵美、宮野加奈子、江藤萌子、佐藤汐莉、野中美希、白石成二、藤井秀明、上園保仁.
  • Organizer: 第69回日本薬理学会西南部会
  • Place of Presentation: 松山大学（愛媛県・松山市）
  • Year and Date: 2016-11-26
• [Presentation] がん性疼痛コントロールの向上を目指した解熱鎮痛薬Acetaminophenおよびその代謝産物AM404の薬理作用の解析. (2016)
  • Author(s): 宮野加奈子、江藤萌子、野中美希、横山徹、白石成二、上園保仁.
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] デスアシルグレリン、グレリンはドキソルビシン心毒性に対して抑制効果を持つ. (2016)
  • Author(s): 野中美希、白石成二、宮野加奈子、江藤萌子、岸田昭世、上園保仁.
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] オピオイド受容体PAMを志向したAM404類縁体の合成研究. (2016)
  • Author(s): 上野正義、平山重人、唐木文霞、伊藤謙之介、大栗宝子、松出知子、宮野加奈子、上園保仁、藤井秀明.
  • Organizer: 第60回日本薬学会関東支部大会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都・文京区）
  • Year and Date: 2016-09-17
• [Presentation] 大建中湯による各種イオンチャネルを介した消化管運動、腸管血流改善後効果. (2016)
  • Author(s): 河野透、山本雅浩、加藤義夫、武田宏司、上園保仁.
  • Organizer: 第18回日本神経消化器病学会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-09-09 – 2016-09-10
  • Invited
• [Presentation] オランザピンはグレリンによるグレリンシグナルを増強し、がん患者の食欲を増強する：in vitro研究. (2016)
  • Author(s): 田上恵太、柏瀬陽平、横山明信、西村瞳、宮野加奈子、鈴木雅美、白石成二、的場元弘、上園保仁.
  • Organizer: 第1回日本がんサポーティブケア学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京慈恵会医科大学（東京都・港区）
  • Year and Date: 2016-08-29 – 2016-08-30
• [Presentation] メサドンの薬理作用発現機序の解析：NMDA受容体非依存的μ-オピオイド受容体下流シグナル応答. (2016)
  • Author(s): 森友久、土井星来、成田道子、葛巻直子、上園保仁、成田年.
  • Organizer: 第36回鎮痛薬・オピオイドペプチドシンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-19 – 2016-08-20
• [Presentation] Gタンパク質依存的あるいは非依存的分類に基づいた数種μオピオイド受容体作動薬の分子薬理学的プロファイリング. (2016)
  • Author(s): 河田美穂、有馬崇充、成田道子、葛巻直子、上園保仁、成田年.
  • Organizer: 第36回鎮痛薬・オピオイドペプチドシンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-19 – 2016-08-20
• [Presentation] Cardioprotective effects of ghrelin and des-acyl ghrelin on doxorubicin-induced cardiotoxicity. (2016)
  • Author(s): Nonaka, M., Sugihara, M., Kurebayashi, N., Murayama, T., Shiraishi, S., Miyano, K., Eto, M., Hosoda H., Kishida, S., Kangawa, K., Sakurai, T., Uezono, Y.
  • Organizer: International and Interdisciplinary Symposium 2016 (医工連携国際シンポジウム2016）
  • Place of Presentation: 東京医科歯科大学（東京都・文京区）
  • Year and Date: 2016-07-11 – 2016-07-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Acetaminophenおよびその代謝産物AM404の種々のオピオイド受容体作動薬に対する効果の解析―新規ラベルフリーCellKeyTMアッセイシステムを用いて―. (2016)
  • Author(s): 松出知子、根本悦子、横山明信、西村瞳、川合田恵美、佐藤汐莉、江藤萌子、大栗宝子、宮野加奈子、白石成二、平山重人、藤井秀明、上園保仁.
  • Organizer: 第134回日本薬理学会関東部会
  • Place of Presentation: 国際医療福祉大学（栃木県・大田原市）
  • Year and Date: 2016-07-09
• [Presentation] オピオイド耐性に関与するオピオイド受容体インターナリゼーションへのAcetaminophenおよびAM404の効果解析―可視化Halotagオピオイド受容体を用いて―. (2016)
  • Author(s): 大栗宝子、川合田恵美、根本悦子、石橋尚人、大道容子、宮野加奈子、山川央、平山重人、白石成二、長瀬隆弘、藤井秀明、上園保仁.
  • Organizer: 第134回日本薬理学会関東部会
  • Place of Presentation: 国際医療福祉大学（栃木県・大田原市）
  • Year and Date: 2016-07-09
• [Presentation] ドキソルビシン心毒性に対するデスアシルグレリンの治療効果の検討. (2016)
  • Author(s): 野中美希、杉原匡美、呉林なごみ、村山尚、白石成二、宮野加奈子、細田洋司、岸田昭世、寒川賢治、櫻井隆、上園保仁.
  • Organizer: 第43回日本毒性学会学術年会
  • Place of Presentation: ウインクあいち（愛知県・名古屋市）
  • Year and Date: 2016-06-29 – 2016-07-01
• [Presentation] 解熱鎮痛薬アセトアミノフェンおよびその代謝産物AM404は医療用麻薬によるオピオイド受容体活性を増強する. (2016)
  • Author(s): 宮野加奈子、松出知子、大栗宝子、南浩一郎、藤井秀明、上園保仁.
  • Organizer: 第129回日本薬理学会近畿部会
  • Place of Presentation: 広島県医師会館（広島県・広島市）
  • Year and Date: 2016-06-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Atypical antipsychotic olanzapine potentiates orexigenic ghrelin-induced receptor signaling: an in vitro study with cells expressing cloned human growth hormone secretagogue receptor. (2016)
  • Author(s): Tagami, K., Kashiwase, Y., Yokoyama, A., Nishimura, H., Miyano, K., Suzuki, M., Shiraishi, S., Matoba, M., Uezono, Y.
  • Organizer: Multinational Association of Supportive Care in Cancer (MASCC) / International Society of Oral Oncology (ISOO) 2016 Annual Meeting
  • Place of Presentation: Adelaide (Australia)
  • Year and Date: 2016-06-23 – 2016-06-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Novel method for determination of methadone in cancer patient serum by high-performance liquid chromatography with electrochemical detection. (2016)
  • Author(s): Kokubun, H., Takigawa, C., Uezono, Y., Matoba, M.
  • Organizer: 9th World Research Congress of the European Association for Palliative Care (EAPC)
  • Place of Presentation: Dublin (Ireland)
  • Year and Date: 2016-06-09 – 2016-06-11
  • Int'l Joint Research
• [Book] Methods in Pharmacology and Toxicology, Herbal Medicines (2016)
  • Author(s): Uezono, Y., Miyano, K.
  • Total Pages: 264 (19-36)
  • Publisher: Springer Science