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2012 Fiscal Year Research-status Report

次世代分子標的治療実現に向けたマルチキナーゼ阻害薬のリプロファイリング

Research Project

Project/Area Number 24590469
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

津田 真寿美  北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30431307)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsキナーゼ阻害薬 / 腫瘍
Research Abstract

癌の発生・進展に関与する細胞内シグナル伝達の制御破綻は、主にキナーゼの活性亢進に起因するため、キナーゼを標的とした分子標的治療薬の開発・臨床応用が進んでいる。現在、gefitinib (EGFR阻害薬)やimatinib (BCR-ABL阻害薬)などキナーゼを標的とした分子標的治療薬が使用されているが、低い奏功率、副作用や耐性細胞の出現など克服すべき問題も多い。この一因は、癌細胞では複数のキナーゼ活性化によるシグナル伝達経路の複雑かつ異常なクロストークが生じていることにある。本研究では、現在問題となっている分子標的治療薬に対する耐性メカニズムを解明し、耐性解除のために有効なキナーゼ阻害薬の選定とリプロファイリングを目的とする。具体的には、ヒト脳腫瘍細胞株を用いて各種キナーゼ阻害薬に対する耐性細胞株を樹立後、各細胞株で活性化亢進しているキナーゼおよびその下流シグナル伝達経路を同定、薬剤耐性を解除するために最も効率の良いキナーゼ阻害薬を洗い出す。当該年度は、下記①~②を行った。
① ヒト脳腫瘍の分子標的治療薬耐性獲得に重要なキナーゼの同定
樹立した3種類のヒト脳腫瘍薬剤耐性細胞株を用いて、Y/STキナーゼを含めた「リン酸化アレイ」を実施し、各細胞株間で普遍的あるいは特異的に活性化しているキナーゼを同定した。活性化が認められたキナーゼに対してはイムノブロッティングを行い、その信頼性を検証した。同時に、cDNAマイクロアレイ解析も実施し、キナーゼの活性化が発現量あるいは活性化に依存するのかを検討した。また、細胞株で得られた結果が、ヒト脳腫瘍組織においても再現されるかを検討した。
② キナーゼ阻害薬の抑制プロファイル構築
上記①で同定された活性化キナーゼに対して、PyMOLソフトウェアを用いてin silicoでの「キナーゼ阻害薬とATP結合領域の構造解析」を行い、結合可能性を検討した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該研究では、癌の発生・進展、特に現在、実臨床で大きな問題となっている癌の分子標的治療薬に対する耐性獲得メカニズムを解明し、耐性解除するために有効なキナーゼ阻害薬の選定とリプロファイリングを目的としている。平成24年度は、脳腫瘍において発現量および活性化が亢進している3種類のチロシンキナーゼに対する阻害薬を、ヒト脳腫瘍培養細胞株に長期間処理することにより各種耐性細胞株を樹立、「リン酸化アレイ」「イムノブロッティング」「定量的RT-PCR」「cDNAマイクロアレイ」を駆使することにより、各細胞株で活性化亢進しているキナーゼおよびその下流シグナル伝達経路を同定した。また、ヒト脳腫瘍組織を用いて、結果の普遍性も確認済みである。
現在、薬剤耐性を解除するために最も効率の良いキナーゼ阻害薬を洗い出している過程であり、そのために平成25年度に研究計画をしている、キナーゼの活性化をモニタリングする「FRETバイオセンサー」の作製にも着手している。このように、現在、研究は順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

平成25年度は、下記①~③を実施予定である。
① キナーゼ活性をモニタリングする新規バイセンサーの作製:平成24年度の研究成果により同定された各種キナーゼに対して、その活性をモニタリングできる「FRETバイオセンサー」を作製する。研究代表者らはこれまで、既にBCR-ABLキナーゼの活性化状態を評価可能なPicklesプローブの作製に成功しており、このノウハウを応用して順次プローブを作製する。
② FRETバイオセンサーを用いたキナーゼ阻害薬の有効性評価:①で作製したFRETバイオセンサーを適用し、実際に生きた癌細胞内においてその阻害薬が標的キナーゼの活性を抑制するか否かを測定・評価する。具体的には、まず、樹立した各種キナーゼ阻害薬耐性ヒト脳腫瘍細胞株に対して、作製したバイオセンサーを遺伝子導入し、蛍光顕微鏡システムを用いてCFP、YFP、FRETの各蛍光強度からキナーゼ活性を確認する。その後、各種薬剤処理を施し、24時間経過後に再度イメージングを実施、各蛍光強度から薬剤の有効性を計測・評価する。
③ 細胞および個体レベルでの阻害薬の有効性検証:上記②により、FRETバイオセンサーにより細胞内での薬剤の有効性が確認された場合には、実際に、細胞およびマウス個体レベルにおいて抗腫瘍効果を検討する。この検証には、現在日常的に行っている細胞増殖能、運動・浸潤能、マウスゼノグラフト、病理学的検索等を実施する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

該当なし

  • Research Products

    (16 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (6 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Combining integrated genomics and functional genomics to dissect the biology of a cancer-associated, aberrant transcription factor, the SAPSCR1-TFE3 fusion oncoprotein.2013

    • Author(s)
      Kobos, R., Nagai, M., Tsuda, M., Merl, MY., Saito, T., Laé, M., Mo, Q., Olshen, A., Lianoglou, S., Leslie, C., Ostrovnaya, I., Antczak, C., Djaballah, H., and Ladanyi, M.
    • Journal Title

      J Pathol.

      Volume: 229 Pages: 743-754

    • DOI

      10.1002/path.4158.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The relationship between methyl CpG binding protein 2 and JC viral proteins.2013

    • Author(s)
      Takahashi K, Orba Y, Kimura T, Wang L, Kohsaka S, Tsuda M, Tanino M, Nishihara H, Nagashima K, Sawa H, Tanaka S.
    • Journal Title

      Jpn J Infect Dis.

      Volume: 66 Pages: 126-132

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] C-ERC/mesothelin provokes lymphatic invasion of colorectal adenocarcinoma.2013

    • Author(s)
      Kawamata F, Homma S, Kamachi H, Einama T, Kato Y, Tsuda M, Tanaka S, Maeda M, Kajino K, Hino O, Takahashi N, Kamiyama T, Nishihara H, Taketomi A, Todo S.
    • Journal Title

      J Gastroenterol.

      Volume: in press Pages: in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Expression of CD163 prevents apoptosis through the production of granulocyte colony-stimulating factor in meningioma.2013

    • Author(s)
      Kanno H, Nishihara H, Wang L, Yuzawa S, Kobayashi H, Tsuda M, Kimura T, Tanino M, Terasaka S, Tanaka S.
    • Journal Title

      Neuro Oncol.

      Volume: in press Pages: in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simultaneous inhibition of Src and Aurora kinases by SU6656 induces therapeutic synergy in human synovial sarcoma growth, invasion and angiogenesis in vivo.2012

    • Author(s)
      Arai R, Tsuda M, Watanabe T, Ose T, Obuse C, Maenaka K, Minami A, Ohba Y.
    • Journal Title

      Eur J Cancer

      Volume: 48 Pages: 2417-2430

    • DOI

      10.1016/j.ejca.2011.12.028.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Roles for Crk in cancer metastasis and invasion.2012

    • Author(s)
      Tsuda M, Tanaka S.
    • Journal Title

      Genes & Cancer

      Volume: 3 Pages: 334-340

    • DOI

      10.1177/1947601912458687.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ras-PI3Kシグナルによる外来因子取込み制御機構の解析2012

    • Author(s)
      藤岡容一朗、津田真寿美、服部ともえ、佐々木純子、佐々木雄彦、宮崎忠昭、大場雄介
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、マリンメッセ福岡(福岡県)
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [Presentation] RANKLはインテグリンa2の発現とエンドサイトーシスを介したインテグリンの細胞内輸送を亢進する2012

    • Author(s)
      我妻孝則、津田真寿美、山田珠希、藤岡容一朗、芳賀永、戸塚靖則、進藤正信、大場雄介
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、マリンメッセ福岡(福岡県)
    • Year and Date
      20121211-20121214
  • [Presentation] Irradiation induced glial-mesenchymal transition in malignant glioma.2012

    • Author(s)
      Mahabir R, Tanino M, Elmansuri A, Kimura T, Tsuda M, Nishihara H, Tanaka S.
    • Organizer
      第71回日本癌学会学術総会
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌、さっぽろ芸文館、札幌市教育文化会館(札幌市)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] Involvement of CrkI and CrkII in epithelial-mesenchymal transition (EMT) and its role in lung metastasis.2012

    • Author(s)
      Aiman E, 谷野美智枝、mahabir R, 王磊, 木村太一、津田真寿美、西原広史、田中伸哉
    • Organizer
      第71回日本癌学会学術総会
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌、さっぽろ芸文館、札幌市教育文化会館(札幌市)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 悪性グリオーマの分子病理学的解析:病理組織から治療薬へ2012

    • Author(s)
      田中伸哉、高阪真路、﨓康一、王磊、津田真寿美、木村太一、谷野美智枝、西原広史、木村博道
    • Organizer
      第71回日本癌学会学術総会
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌、さっぽろ芸文館、札幌市教育文化会館(札幌市)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] The distinct role of CRKI, CRKII and CRKL in tumorigenesis of human head and neck squamous cell carcinoma.2012

    • Author(s)
      Hiroshi Nishihara, Hiroko Yanagi, Yusuke Fukushima, Teruki Yanagi, Lei Wang, Taichi Kimura, Mishie Tanino, Masumi Tsuda and Shinya Tanaka.
    • Organizer
      Mechanisms & Models of Cancer Meeting
    • Place of Presentation
      Salk Institute, USA
    • Year and Date
      20120801-20120804
  • [Book] Fluorescent protein-based biosensors and their clinical applications.2013

    • Author(s)
      Ohba Y, Fujioka Y, Nakada S, Tsuda M.
    • Total Pages
      313-348
    • Publisher
      Progress in Molecular Biology and Translational Science Volume 113. Fluorescece-Based Biosensors.
  • [Book] Biosensors and Cancer2012

    • Author(s)
      Ohba Y, Darmanin S, Mizutani T, Tsuda M, Kondo T.
    • Total Pages
      268-283
    • Publisher
      Biosensors for BCR-ABL activity and their application to cancer.
  • [Book] 細胞内シグナル伝達の可視化技術と分子標的治療薬の耐性判定への応用 (Visualization of intracellular signaling and its application to assessment of response to molecular target drugs)2012

    • Author(s)
      大場雄介、津田真寿美
    • Total Pages
      359-65
    • Publisher
      生化学ミニレビュー
  • [Remarks] 北海道大学大学院医学研究科 腫瘍病理学分野

    • URL

      http://patho2.med.hokudai.ac.jp/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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