病原性タンパク質を分解するプロテインノックダウン法の開発

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23659048
• Research Institution: National Institute of Health Sciences
• Principal Investigator: 内藤 幹彦 国立医薬品食品衛生研究所, 機能生化学部, 部長 (00198011)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2013-03-31
• Keywords: ユビキチン / プロテアソーム / プロテインノックダウン / cIAP1

Research Abstract

プロテインノックダウン活性を示す化合物として我々が開発した最初のハイブリッド化合物SNIPER-2は、標的タンパク質CRABP-IIを減少させるだけでなく、ユビキチンリガーゼcIAP1を減少させる。cIAP1を減少させない化合物としてSNIPER-4を合成し、SNIPER-4がSNIPER-2より長時間にわたってCRABP-IIタンパク質を減少させる事を明らかにした。これらのSNIPERによるCRABP-IIタンパク質の減少は、プロテアソーム阻害剤を添加することにより抑制されたことから、標的タンパク質がプロテアソームで分解されている事がわかった。またSNIPER添加によりCRABP-IIがcIAP1によってポリユビキチン化されることを明らかにした。次に各種の細胞内局在シグナルを付加したCRABP-IIを細胞に発現させ、SNIPERによるCRABP-IIの減少を比較した。その結果、細胞質、細胞膜に局在させたCRABP-IIタンパク質は減少したが、ミトコンドリアに局在するCRABP-IIタンパク質は減少しなかった。これらの結果から、SNIPERは細胞質、細胞膜近傍に存在するタンパク質を分解する事ができるが、ミトコンドリア等の細胞内コンパートメントに存在するタンパク質は分解できないことが明らかになった。新しいSNIPERとして乳癌の増殖に重要なエストロゲン受容体を標的とするSNIPER（ER）を合成し、この化合物がERを減少させる活性を示す事を明らかにした。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成２３年度に計画していた研究はほぼ予定通り行う事ができ、論文発表の準備を進めている。当初は平成２４年度に予定していた核内受容体を標的としたプロテインノックダウン等の研究計画を一部前倒しで進めている。

Strategy for Future Research Activity

順調に研究が進んでおり、前倒しで開始した平成２４年度の研究計画も含め当初の予定に沿って研究を進める。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成２４年２月及び３月に海外及び国内の学会で研究成果を発表したが、出張旅費の精算手続きが年度内に終了しなかったために次年度使用額として計上された。平成２４年度の研究費は、当初の予定通り物品（試薬、消耗品など）の購入に多くを充てる。

Research Products

• [Journal Article] Design and synthesis of estrogen receptor degradation inducer based on a protein knockdown strategy. (2012)
  • Author(s): Demizu, Y., Okuhira, K., Motoi, H., Ohno, A., Shoda, T., Fukuhara, K., Okuda, H., Naito, M. & Kurihara, M.
  • Journal Title: Bioorg Med Chem Lett Volume: 22 Pages: 1793-1796
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2011.11.086
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design, synthesis and biological evaluation of nuclear receptor-degradation inducers. (2011)
  • Author(s): Itoh, Y., Kitaguchi, R., Ishikawa, M., Naito, M. & Hashimoto, Y.
  • Journal Title: Bioorg Med Chem Volume: 19 Pages: 6768-6778
• [Journal Article] Specific degradation of CRABP-II via cIAP1-mediated ubiquitylation induced by hybrid molecules that crosslink cIAP1 and the target protein. (2011)
  • Author(s): Okuhira, K., Ohoka, N., Sai, K., Nishimaki-Mogami, T., Itoh, Y., Ishikawa, M., Hashimoto, Y. & Naito, M.
  • Journal Title: FEBS Lett Volume: 585 Pages: 1147-1152
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2011.03.019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of target protein-selective degradation inducer for protein knockdown. (2011)
  • Author(s): Itoh, Y., Ishikawa, M., Kitaguchi, R., Sato, S., Naito, M. & Hashimoto, Y.
  • Journal Title: Bioorg Med Chem Volume: 19 Pages: 3229-3241
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2011.03.057
  • Peer Reviewed
• [Presentation] プロテインノックダウン法によるエストロゲンレセプターの分解 (2012)
  • Author(s): 奥平 桂一郎, 出水 庸介, 大岡 伸通, 柴田 識人, 服部 隆行, 最上（西巻） 知子, 栗原 正明, 奥田 晴宏, 内藤 幹彦
  • Organizer: 日本薬学会第132年会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2012年3月
• [Presentation] プロテインノックダウン法を利用したエストロゲン受容体分解誘導剤の開発 (2012)
  • Author(s): 元井 宏美, 出水 庸介, 佐藤 由紀子, 奥平 桂一郎, 内藤 幹彦, 栗原 正明
  • Organizer: 日本薬学会第132年会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2012年3月
• [Presentation] Development of small molecules that induce IAP-mediated ubiquitylation and proteasomal degradation of target proteins (2012)
  • Author(s): Naito, M., Okuhira, K., Ohoka, N., Shibata, N., Hattori, T., Itoh, Y., Ishikawa, M., Hashimoto, Y.
  • Organizer: The 6th International Conference SUMO, Ubiquitin, UBL Proteins: Implications for Human Diseases
  • Place of Presentation: Houston
  • Year and Date: 2012年2月
• [Presentation] Development of SNIPER(ER) that induces estrogen receptor degradation (2012)
  • Author(s): Okuhira, K., Demizu, Y., Ohoka, N., Shibata, N., Hattori, T., Nishimaki-Mogami, T., Kurihara, M., Okuda, H., Naito, M.
  • Organizer: The 6th International Conference SUMO, Ubiquitin, UBL Proteins: Implications for Human Diseases
  • Place of Presentation: Houston
  • Year and Date: 2012年2月
• [Presentation] Degradation of estrogen receptor induced by a small hybrid molecule SNIPER(ER) (2012)
  • Author(s): 奥平桂一郎、出水庸介、大岡伸通、柴田識人、服部隆行、最上(西巻)知子、栗原正明、奥田晴宏、内藤幹彦
  • Organizer: The 16th JFCR-ISCC
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20120100
• [Presentation] 細胞内に局在するタンパク質を標的としたプロテインノックダウン技術の検討 (2011)
  • Author(s): 奥平桂一郎、大岡伸通、最上（西巻）知子、伊藤幸裕、石川稔、橋本祐一、内藤幹彦
  • Organizer: 第15回日本がん分子標的治療学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011年6月
• [Presentation] Protein Knockdown: Selective Degradation of Target Proteins in Cells Using Methyl Bestatin-ligand Hybrid Molecules (2011)
  • Author(s): Minoru Ishikawa, Yukihiro Itoh, Risa Kitaguchi, Shinichi Sato, Mikihiko Naito, and Yuichi Hashimoto
  • Organizer: 8th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011年11月
• [Presentation] Design and Synthesis of ER Degradation Inducer for Protein Knockdown Strategy (2011)
  • Author(s): Yosuke Demizu, Hiromi Motoi, Keiichiro Okuhira, Kiyoshi Fukuhara, Haruhiro Okuda, Mikihiko Naito, and Masaaki Kurihara
  • Organizer: 8th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011年11月
• [Presentation] 抗がん剤、がん分子標的治療薬の作用機序と薬剤耐性の分子機構 (2011)
  • Author(s): 内藤幹彦
  • Organizer: 第55回日本薬学会関東支部大会(招待講演)
  • Place of Presentation: 船橋
  • Year and Date: 2011年10月
• [Presentation] プロテインノックダウン法によるエストロゲン受容体の分解 (2011)
  • Author(s): 奥平桂一郎、出水庸介、大岡伸通、柴田識人、服部隆行、最上（西巻）知子、栗原正明、奥田晴宏、内藤幹彦
  • Organizer: 第70回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2011年10月
• [Remarks]
  • URL: http://www.nihs.go.jp/dfbg/frame.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] アポトーシス阻害タンパク質リガンド－エストロゲン受容体リガンドハイブリッド化合物並びにそれを利用したエストロゲン受容体分解誘導剤及び乳癌、子宮頚癌又は卵巣癌の予防及び治療剤 (2011)
  • Inventor(s): 内藤幹彦、奥平桂一郎、出水庸介、栗原正明
  • Industrial Property Rights Holder: 内藤幹彦、奥平桂一郎、出水庸介、栗原正明
  • Industrial Property Number: 特許: 特願２０１１－１９５０８１
  • Filing Date: 2011年09月07日