2016 Fiscal Year Research-status Report
医薬応用に向けたジヒドロピリミジン誘導体のレチノイドとしての機能開発
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16K08335
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| Research Institution | Yasuda Women's University |
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Principal Investigator |
西村 良夫 安田女子大学, 薬学部, 講師 (60431516)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊地 秀与 城西大学, 薬学部, 助教 (60614055)
久保 貴紀 安田女子大学, 薬学部, 講師 (90435751)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ジヒドロピリミジン / レチノイド / タミバロテン / ベキサロテン / RAR / RXR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ジヒドロピリミジン（以下、DP）誘導体のレチノイドとしての機能開発を行うものであり、DP 誘導体の精密な分子設計と RAR, RXR に対する作用の詳細な検討・評価を行い、医薬品開発につながる高活性なリガンドとなる DP 誘導体を創製することが目的である。今年度は合成化学的研究を中心に行ったが、あわせて抗がん活性について評価した。1: 新規な 2-アリールアミノ 4,6-無置換 5-アシル DP 誘導体の合成法を開発した。5 位にWeinrebアミド基（N-メトキシ-N-メチルアミド基）を有する 2-アリールアミノ 4,6-無置換 5-アシル DP を合成中間体に用い、アルキルリチウム試薬による置換反応を行った。DP 誘導体の合成の幅を広げることができた。2: 4-位にアルキル鎖、5-位にカルボキシル基を有する DP 誘導体を合成した。5-位のエチルエステル、ベンジルエステルの脱保護は一般的な方法で進行せず、アリルエステルを用いることでパラジウム触媒存在下でスムーズに脱保護できた。また、ホルムアルデヒドを用いるビギネリ反応には、塩化アルミニウム水和物が効率的な触媒として働くことがわかった。これらの方法をベースに、4-位にアリール基、N上にアルキル基を導入した誘導体についても合成する。3: 新規なDP誘導体の大腸がん細胞 HT-29 に対する細胞毒性について調べた。100種程度のランダムスクリーニングを行った結果、2-アリールアミノ体や 2-ベンジルアミノ体において、5-FU（IC50=2.5μM）と同等の細胞毒性（IC50=5～11μM）を示すことがわかった。活性を示した DP 誘導体を酸化したピリミジン誘導体はほとんど不活性（IC50>100μM）であったことから、DPの部分水素化された構造が細胞毒性の決め手となっていた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
大腸がん細胞 HT-29 に対して、高活性な細胞毒性を示すジヒドロピリミジン（DP）誘導体を見出すことができ、ピリミジン類縁体においてはまったく活性を示さなかった。これは DP 誘導体の部分水素化構造、あるいは互変異性の特徴に基づく活性によるもので、いいくつかのDP 誘導体がリード化合物として構造活性相関研究に展開できることを明らかにした。また、DP 誘導体は置換基が少ない誘導体の合成例が少なかった。本研究においては、主に2-アミノ 5-置換 DP 誘導体を合成ターゲットとしており、これはタミバロテンなどの先行のレチノイドとの構造類似性を保つためである。今年度の成果として、2-アミノ 5-アシル DP 誘導体を収束的に合成できた。5-ホルミル体も合成可能であるので、炭素鎖の伸長やカルボン酸にも誘導化できる。また、DP 誘導体は合成（環化反応）の難しさによりバリエーションが少ないことに加え、酸化を受けやすいなどの不安定性から官能基変換が容易でないことがある。エステル基の加水分解還元によるカルボン酸への変換もスムーズに進行しなかった。これらについては、効率的なビギネリ反応やエステル基の脱保護法を見つけられたので、多様な誘導体合成に展開できるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度以降は、合成したジヒドロピリミジンおよび関連する誘導体のレチノイドとしての機能を精密に評価することを中心に行うが、まずは迅速に合成を進める。あわせて、抗腫瘍活性を有する誘導体の作用機序について明らかにしたい。レチノイド活性評価については、以下の通りに具体的に進める。１．白血病細胞株 HL-60 に対して、DP 誘導体 4-16 および関連誘導体を単独投与、およびタミバロテンまたはトランスレチノイン酸との併用投与により作用させ、HL-60 に対する増殖抑制効果について XTT 法による細胞数カウント、PI 染色による細胞周期解析および Annexin/PI 染色によるアポトーシス/ネクローシス解析により多面的に解明する。また、分化誘導効果についてフローサイトメーターを用いた CD11b および CD14 分化マーカー解析や、ギムザ染色による形態観察によって確認、解析する。２．合成誘導体の RAR および RXR 各サブタイプに対する選択性について、レポータージーンアッセイに基づいた核内受容体アッセイキット（INDIGO Biosciences, Inc）または表面プラズモン共鳴を応用した Biacore を用いて明らかにする。
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| Causes of Carryover |
本年度は合成研究が中心であったが、合成法はある程度確立できたものの、誘導体の実際の合成によるライブラリーを構築するまでに至らなかったため、試薬購入や構造決定の際の分析費用が当初の予定よりも少なくなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試薬購入や構造決定の際の分析費用などにあてて使用する。
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