2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of a new anticancer agent derived from palmitic acid for the treatment of colon cancer
| Project/Area Number |
17K07223
|
|---|
| Research Institution | Nagoya City University |
|---|
Principal Investigator |
酒々井 眞澄 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (30347158)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 天然物 / 抗がん物質 / 大腸がん / 転写因子 / STAT3 / 腫瘍特異性 / 構造活性相関 / インシリコ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
転写因子抑制薬の弱点（腫瘍選択性、副作用発現）を克服した大腸がん治療薬を独自に開発した。初期リードに天然物を利用することで腫瘍選択性の高い（低毒性の）新しい抗がん物質の発見につながった。蜂産品に含まれる中鎖脂肪酸であるデセン酸（炭素数10）を初期リードとして、構造活性相関解析により炭素鎖と側鎖構造を最適化することで抗がん効果発現のファルマコフォアを突き止めた。最終的に、増殖抑制効果と腫瘍特異性に優れた新規抗がん薬palmitoyl piperidinopiperidine（PPI）の成果となった（特許第5597427, 2014）。インシリコ解析、転写活性解析、タンパク発現解析、鶏卵漿尿膜法、細胞増殖アッセイなどによりPPIは転写因子STAT3を標的として転写活性抑制、STAT3リン酸化抑制、細胞周期停止、アポトーシス誘導、血管新生抑制などの抗がん効果を発揮することがわかった。マウス皮下移植腫瘍モデルおよびラット大腸前がん病変モデルによりPPIは腫瘍縮小効果と発がんプロモーション抑制効果を持つことを明らかにした。機序として、移植腫瘍における血管新生抑制とアポトーシス誘導、サイズの大きい前がん病変（大腸粘膜異常陰窩巣, aberrant crypt foci（ACF））の発生を有意に抑制することを見出した。ファルマコフォアの情報にもとづきpiperidineの求核性を増加させることで、より腫瘍特異性に優れた次世代のリード化合物（化合物DPHおよびDPHE, 特願070424, 審査請求中）を新たに発見することに成功した。インシリコ解析（Discovery Studio 2017R2）でDPHおよびDPHEはPPIに比べてSTAT3のSH2ドメインへの親和性が高いことが示された。新規物質DPHおよびDPHEもPPI同様に腫瘍選択性（低毒性）の抗がん薬としての有効性が期待される。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
H30年度の研究成果より、初期リード化合物PPI（特許第5597427, 2014）の構造とインシリコ解析結果から構造中の求核性の向上が腫瘍選択性と抗がん効果とを規定するカギになることに気づき、このアイデアをもとに新規物質DPHおよびDPHEを設計した。インシリコ解析で、DPHおよびDPHEは従来型STAT3阻害物質（Cryptotanshinone（CTS））やPPIよりもSTAT3 SH2ドメインへの親和性が高いことが計算上示され（ドッキングスコア（=親和性）はDPH>DPHE>PPI>CTS）、私たちの設計上の仮説が正しいことが期待された。SH2ドメインへの結合様式は（１）通常の水素結合、（２）炭素-水素結合であることがわかった。H30年度の研究の推進方策への現状での成果として、（１）PPIの細胞増殖抑制効果がSTAT3依存的に起きているかを解析するため、既知のSTAT3阻害剤（CTS）でヒト大腸がん細胞株を前処理したところ、PPI単独ばく露群と比較し、CTS+PPIばく露群において細胞増殖抑制効果がキャンセルされることがわかった。現在、同実験システムにてDPEおよびDPHEの効果を検証中である、（２）DPEおよびDPHEはHCT116細胞株のSTAT3リン酸化を抑制した。DPHEはBcl-2の発現抑制、DPHはVEGFの発現抑制およびp53の発現増加を誘導した。FACS解析にてDPEおよびDPHEはHCT116細胞株のsubG1フラクションを増加させた。（３）SW837細胞株において、DPHはSTAT3転写活性を用量依存的に抑制することがわかった。（４）特願2015-070424について特許審査請求し（2018.3.9）、拒絶理由書が示されたため（2018.11.1）、反証用の意見書を作成し（2019.2.26）、その後、特許庁から査定された（2019.5.14）。
|
| Strategy for Future Research Activity |
（１）細胞増殖抑制効果がSTAT3依存的に起きているかを解析するため、既知のSTAT3阻害剤（CTS）でヒト大腸がん細胞株を前処理し、DPH/DPHE単独ばく露群と比較し、CTS+DPH/DPHEばく露群において細胞増殖抑制効果がキャンセルされるか否かを検証する、（２）DPHおよびDPHEのSTAT3リン酸化への影響と腫瘍選択性との関連、細胞周期およびアポトーシスへの影響をインビトロでしらべる。
（３）DPHおよびDPHEの効果を個体レベルでしらべる。マウス皮下移植腫瘍モデルおよびラット大腸前がん病変（大腸粘膜異常陰窩巣, aberrant crypt foci（ACF））モデルにより腫瘍縮小効果と発がんプロモーション抑制効果を検証する。
|
| Causes of Carryover |
直接経費に残額が出たため。
残額は次年度使い切り。
|
| Remarks |
特願2015-070424について特許審査請求し（2018.3.9）、拒絶理由書が示されたため（2018.11.1）、反証用の意見書を作成し（2019.2.26）、その後、特許庁から査定された（2019.5.14）。
|
