2018 Fiscal Year Annual Research Report
Basic research for development of IDO/TDO dual inhibitors as new immuno-oncology drugs
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18H02559
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
浅井 章良 静岡県立大学, 薬学研究院, 教授 (60381737)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小郷 尚久 静岡県立大学, 薬学研究院, 講師 (20501307)
村岡 大輔 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (20608955)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | トリプトファン / IDO / TDO / 抗がん剤 / がん免疫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、IDO/TDO二重阻害に基づく新たながん免疫治療薬開発のための創薬基盤の構築を目的としている。本年度は、IDO/TDO二重阻害に係わる構造活性相関の把握と活性増強を目的として、リード化合物のフェニル基への置換基導入、チオウレア部位へのアリール基導入または一部トリアジン環化を検討した。さらにチオウレアをアミドやエステルに変換した誘導体などを合成、評価した結果、リード化合物に比べ酵素阻害活性がIDO/TDO共に10倍以上向上し、構造的に多様性のある複数のタイプの阻害化合物群（チオウレアタイプ、トリアジンタイプ、アミドタイプ）を見出した。これらの中で細胞を用いた評価でも強力なキヌレニン産生阻害活性を示した誘導体については、CT26移植マウスを用いて既存化学療法および免疫チェックポイント阻害薬との併用効果を検討中である。またMOEを用いた解析により二重阻害を検証可能な基礎となるドッキングモデルを構築し現在活用中である。腫瘍微小環境を反映したin vitro評価系については、TDOを恒常的に発現しているA172細胞をIFN-γ刺激することにより、IDO/TDOの両タンパク質が発現している状況を再構築できた。この条件において、IDO選択的阻害剤であるEpacadstat、TDO選択的阻害剤である680C91は共に部分的な阻害活性しか示さなかった。一方、リード化合物は完全にキヌレニン産生を阻害した。これらの結果から、培養細胞系においてIDO/TDOデュアル阻害の優位性が示唆された。今後は共培養または条件培地を用いて免疫細胞への影響を検討する。また、IDO/TDOデュアル阻害と併用する免疫療法として細胞輸注療法の採用も視野に入れて、腫瘍特異的抗原が同定され当抗原に対するTCR導入遺伝子操作マウスが確立されているCMS5aを用いてIDO/TDO強制発現安定株を樹立した。
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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
リード化合物のフェニル基への置換基導入、チオウレア部位へのアリール基導入または一部トリアジン環化を検討し、さらにチオウレアをアミドやエステルに変換した誘導体を合成、評価した。その結果、リード化合物に比べ酵素阻害活性がIDO/TDO共に10倍以上向上し構造的に多様性のある複数のタイプの阻害化合物群（チオウレアタイプ、トリアジンタイプ、アミドタイプ）を見出した。これらの中で細胞を用いた評価でも強力な酵素阻害活性を示した誘導体については、CT26移植マウスを用いて既存化学療法および免疫チェックポイント阻害薬との併用効果を検討中である。またMOEを用いた解析により二重阻害を検証可能な基礎となるドッキングモデルを構築し現在活用中である。腫瘍微小環境を反映したin vitro評価系については、TDOを恒常的に発現しているA172細胞をIFN-γ刺激し、IDOとTDOの両タンパク質が発現している状況を再構築することに成功した。この条件において、IDO選択的阻害剤であるEpacadstat、TDO選択的阻害剤である680C91は共に部分的な阻害活性しか示さない。一方、リード化合物は完全にキヌレニンの産生を阻害した。したがってこれらの結果から、IDO/TDOデュアル阻害の優位性が示唆された。現在、共培養または条件培地を用いて免疫細胞への影響を検討中である。マウスでのPOM検証を目的に、IDO/TDOを強制発現させた安定株の樹立を試みている。当初はB16-F10にTDO遺伝子を導入し薬剤耐性を指標にしたクローニングを行い、複数のクローンを取得した。しかし予想に反してこれらのクローンはいずれもマウス皮下移植後の増殖速度が低いことが判明したため、細胞株をCMS5aに変更してクローンを取得した。マウスでの造腫瘍性を検討予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
新規IDO/TDO二重阻害剤の創製を目的としたリード化合物からの構造最適化については、本年度も引き続きSARの把握と活性増強を優先課題とし以下を検討予定である。前年度は当該リード化合物の二重阻害活性に重要な構造的特徴を残しながらフェニル基への各種ハロゲンやアルキル基の導入、またフェニル基を他の生物学的等価体へ変換などを中心に行ってきた。今年度はチオウレア部の変換を中心に進め、窒素原子へのアルキル基の導入やトリアジン等への環化、さらにアミドやエステルへの変換を検討予定である。これらチオウレア誘導体のIDO/TDO阻害活性や細胞傷害作用等は構築した酵素アッセイ、細胞系アッセイにて評価し、次の化合物デザインにフィードバックする。継続して新たなSAR情報はMOEを用いた複合体モデリングの最適化にも活用し、また化合物-タンパク質複合体のX線結晶構造解析を検討し上記モデリングの検証も行う。これらの結果に加えて、腫瘍微小環境を反映したin vitro評価系を用いて、IDO選択的な化合物に対するIDO/TDO二重阻害化合物の優位性を明らかとする。動物モデルについては、既にCT26担がんマウス（BALB/c）でのin vivo評価系を用いた誘導体の評価を実施しており、一部の誘導体については免疫チェックポイント阻害薬や他の化学療法との併用効果が確認されている。投与量や投与スケジュールを検討することによって誘導体の効果が最大限に発揮できる条件を決定する。また樹立したIDO/TDOを恒常的発現株のマウスへの移植と薬剤による増殖抑制効果を評価しつつ免疫パラメータの解析を行い薬効の裏付けとなるデータを取得する予定である。
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