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

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24590469
• Research Institution: Hokkaido 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)
• Keywords: キナーゼ阻害剤 / 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。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 分子標的治療薬（キナーゼ阻害薬）耐性獲得メカニズムの解明
樹立した3種類の分子標的治療薬耐性ヒト悪性グリオーマ細胞を用いて、遺伝子プロファイリング、タンパク質プロファイリングを行い、pathway解析にて治療抵抗性獲得シグナル経路を解明した。具体的には、経時的マイクロアレイ解析およびタンパク質リン酸化解析を実施し、各耐性株間に共通する治療抵抗性獲得シグナル経路を解明した。発現量およびリン酸化量に変化が認められた分子に対しては、定量的RT-PCRおよびイムノブロッティングを行い、その信頼性を検証した。
② キナーゼ阻害薬の有効性検証
同定された治療抵抗性獲得シグナル経路において、重要と想定されるキナーゼの標的分子に対するFRETバイオセンサーを用いて、耐性獲得細胞におけるシグナル経路の活性化状態を検討した。さらに、治療抵抗性獲得細胞に当該キナーゼ阻害薬を処理し、治療抵抗性を解除するのに有用であるか否かを検討した。

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２５年度は、遺伝子プロファイリング、タンパク質プロファイリング、pathway解析を駆使することによって、治療耐性獲得をもたらす候補分子ならびにシグナル伝達経路を洗い出し、この信憑性を評価した。この結果は、実際のヒト脳腫瘍組織においても確認済みである。これらの成果は、第31回日本脳腫瘍病理学会（2013.5.24-25、東京）、第102回日本病理学会総会（2013.6.6-8、札幌）、第72回日本癌学会学術総会（2013.10.3-5、横浜）、米国分子標的治療学会（AACR-NCI- EORTC International Conference, Molecular Targets and Cancer Therapeutics, 2013.10.19-23, Boston, USA）において発表し、国内外また大手製薬メーカーから大きな反響が寄せられた。
今後、マウス個体レベルでのキナーゼ阻害薬の有効性を評価し、最終的にヒト脳腫瘍の分子標的治療抵抗性を解除し得る最も効率の良いキナーゼ阻害薬を選定する。このように、当該研究の最終目的へ向けて研究は順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

平成２６年度は、下記①～②を実施予定である。
① 細胞および個体レベルでの阻害薬の有効性検証
平成２５年度の研究により、FRETバイオセンサーにより薬剤の有効性が確認された薬剤に対して、細胞・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、申請者らが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。
② 患者の癌特性に適合した次世代型分子標的治療薬の選定
以上の結果を統合して、ヒト脳腫瘍の治療標的として最適なキナーゼ（群）、さらにはそれらを抑制し得る最も有効（高効果・低副作用）な阻害薬（分子標的治療薬）を選定する。同時に、ATP結合領域の構造に類似性が認められたキナーゼ群に関しては、それを選択的に標的とし得る新規の化合物の開発へと繋げるべく、製薬企業へ働きかけ、協議を開始する。

Research Products

• [Journal Article] Sustained elevation of Snail promotes glial-mesenchymal transition after irradiation in malignant glioma. (2014)
  • Author(s): Mahabir, R., Tanino, M., Elmansuri, A., Wang, L., Kimura, T., Itoh, T., Ohba, Y., Nishihara, H., Shirato, H., Tsuda, M., Tanaka, S.
  • Journal Title: Neuro Oncol. Volume: 5 Pages: 671-685
  • DOI: doi: 10.1093/neuonc/not239.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] C-ERC/mesothelin provokes lymphatic invasion of colorectal adenocarcinoma. (2014)
  • Author(s): Kawamata, F., Homma, S., Kamachi, H., Einama, T., shirai, Y., Tsuda, M., Tanaka, S., Maeda, M., Kajino, K., Hino, O., Takhashi, N., Kamiyama, T., Nishihara, H., Taketomi, A, and Todo, S.
  • Journal Title: J Gastroenterol. Volume: 49 Pages: 81-92
  • DOI: doi: 10.1007/s00535-013-0773-6.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential diagnosis of small cell glioblastoma and anaplastic oligodendroglioma: a case report of an elderly man. (2014)
  • Author(s): Takahashi, K., Tsuda, M., Kanno, H., Murata, J., Mahabir, R., Ishida, Y., Kimura, T., Tanino, M., Nishihara, H., Nagashima, K., and Tanaka, S.
  • Journal Title: Brain Tumor Pathol. Volume: 31 Pages: 118-23
  • DOI: doi: 10.1007/s10014-013-0158-9.
  • 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., and Tanaka, S.
  • Journal Title: Neuro Oncol. Volume: 15 Pages: 853-864
  • DOI: 10.1093/neuonc/not028.
  • 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., and Tanaka, S.
  • Journal Title: Jpn J Infect Dis. Volume: 66 Pages: 126-132
  • DOI: 10.7883/yoken.66.126
  • Peer Reviewed
• [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] A Ca2+-dependent signaling circuit regulates influenza A virus internalization and infection. (2013)
  • Author(s): Fujioka, Y., Tsuda, M., Nanbo, A.,Hattori, T., Sasaki, J., Sasaki, T., Miyazaki, T., and Ohba, Y.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 4 Pages: 2763
  • DOI: 10.1038/ncomms3763.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NS1-binding protein abrogates the elevation of cell viability by the influenza A virus NS1 protein in association with CRKL. (2013)
  • Author(s): Miyazaki, M., Nishihara, H., Hasegawa, H., Tashiro, M., Wang, L., Kimura, T., Tanino, M., Tsuda, M., Tanaka, S.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 441 Pages: 953-957
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.11.011.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluorescent protein-based biosensors and their clinical applications. (2013)
  • Author(s): Ohba, Y., Fujioka, Y., Nakada, S., Tsuda, M.
  • Journal Title: Prog Mol Biol Transl Sci. Volume: 113 Pages: 313-348
  • DOI: 10.1016/B978-0-12-386932-6.00008-9.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Mechanisms of drug resistance to molecular target therapeutics against tyrosine kinases as EGFR,c-Met,andPDGFR in GBM. (2013)
  • Author(s): Masumi Tsuda, Lei wang, Mishie Tanino, Taichi Kimura, Hiroshi Nishihara, Shinya Tanaka.
  • Organizer: AACR-NCI-EORTC International Conference, Molecular Targets and Cancer Therapeutics.
  • Place of Presentation: Hynes Convention Center, Boston, USA
  • Year and Date: 20131019-20131023
• [Presentation] The mesenchymal phenotype in recurrent glioblastoma is due to irradiation induced Snail expression and resultant EMT. (2013)
  • Author(s): Roshan Mahabir, Mishie Tanino, Aiman Elmansuri, Masumi Tsuda, Taichi Kimura, Lei Wang, Hiroshi Nishihara, Shinya Tanaka
  • Organizer: AACR-NCI-EORTC International Conference, Molecular Targets and Cancer Therapeutics.
  • Place of Presentation: Hynes Convention Center, Boston, USA
  • Year and Date: 20131019-20131023
• [Presentation] CrkI and CrkII adaptor proteins promotes invasiveness and metastasis via epithelial-mesenchymal transition (EMT) in A549 lung adenocarcinoma cells. (2013)
  • Author(s): Aiman Elmansuri, Mishie Tanino, Roshan Mahabir, Lei Wang, Masumi Tsuda, Taichi Kimura, Hiroshi Nishihara, Shinya Tanaka
  • Organizer: AACR-NCI-EORTC International Conference, Molecular Targets and Cancer Therapeutics.
  • Place of Presentation: Hynes Convention Center, Boston, USA
  • Year and Date: 20131019-20131023
• [Presentation] Let 7a regulates IL-6 expression in malignant mesothelioma. (2013)
  • Author(s): Mishie A. Tanino, Shinji Kohsaka, Kazuhiro Yachi, Masumi Tsuda, Taichi Kimura, Hiroshi Nishihara, Shinya Tanaka
  • Organizer: AACR-NCI-EORTC International Conference, Molecular Targets and Cancer Therapeutics.
  • Place of Presentation: Hynes Convention Center, Boston, USA
  • Year and Date: 20131019-20131023
• [Presentation] 膠芽腫における主要チロシンキナーゼEGFR、c-Met、PDGFRに対する分子標的治療薬耐性メカニズムの解明 (2013)
  • Author(s): 津田真寿美、王磊、谷野美智枝、木村太一、西原広史、田中伸哉
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜パシフィコ（横浜市）
  • Year and Date: 20131003-20131005
• [Presentation] miR-17はp21を標的としヒト滑膜肉腫の細胞増殖能や腫瘍形成能を亢進させる (2013)
  • Author(s): 三浪友輔、津田真寿美、岩崎倫政、田中伸哉
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜パシフィコ（横浜市）
  • Year and Date: 20131003-20131005
• [Presentation] Irradiation induces stem cell enrichment mediated by Snail in malignant glioma. (2013)
  • Author(s): Roshan Mahabir, Mishie Tanino, Aiman Elmansuri, Masumi Tsuda, Taichi Kimura, Lei Wang, Hiroshi Nishihara, Shinya Tanaka
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜パシフィコ（横浜市）
  • Year and Date: 20131003-20131005
• [Presentation] CrkI and CrkII promote lung cancer metastasis via epithelial- mesenchymal transition (EMT) in A549 adenocarcinoma cells. (2013)
  • Author(s): Aiman Elmansuri, Mishie Tanino, Roshan Mahabir, Lei Wang, Masumi Tsuda, Taichi Kimura, Hiroshi Nishihara, Shinya Tanaka
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜パシフィコ（横浜市）
  • Year and Date: 20131003-20131005
• [Presentation] 新規膀胱癌転移関連分子の同定を目的としたヒト膀胱癌同所性移植多臓器転移モデルの確立. (2013)
  • Author(s): 松本隆児、津田真寿美、王磊、木村太一、谷野美智枝、西原広史、篠原信雄、野々村克也、田中伸哉
  • Organizer: 第10回日本病理学会カンファレンス2013六甲山
  • Place of Presentation: 六甲山ホテル（神戸市）
  • Year and Date: 20130802-20130803
• [Presentation] miR-23aによる神経膠芽腫の浸潤能亢進とその機能解析 (2013)
  • Author(s): 谷地一博、高阪真路、三浪友輔、王磊、木村太一、谷野美智枝、西原広史、津田真寿美、田中伸哉
  • Organizer: 第102回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌、さっぽろ芸文館（札幌市）
  • Year and Date: 20130606-20130608
• [Presentation] 髄膜腫におけるCD163発現の分子病理学的解析 (2013)
  • Author(s): 菅野 宏美、西原 広史、王磊、木村 太一、津田 真寿美、谷野 美智枝、田中 伸哉
  • Organizer: 第102回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌、さっぽろ芸文館（札幌市）
  • Year and Date: 20130606-20130608
• [Presentation] 新規シグナル特異的阻害剤スクリーニングシステムを用いた膠芽腫治療薬の探索 (2013)
  • Author(s): 王磊、津田真寿美、菅野宏美、木村太一、谷野美智枝、西原広史、田中伸哉
  • Organizer: 第102回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌、さっぽろ芸文館（札幌市）
  • Year and Date: 20130606-20130608
• [Presentation] 膠芽腫における分子標的治療薬耐性メカニズムの解明 (2013)
  • Author(s): 津田真寿美、王磊、谷野美智枝、木村太一、西原広史、田中伸哉
  • Organizer: 第102回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌、さっぽろ芸文館（札幌市）
  • Year and Date: 20130606-20130608
• [Presentation] CrkI and CrkII Promote Epithelial - Mesenchymal Transition in A549 Lung Cancer Cell Line. (2013)
  • Author(s): Aiman Elmansuri, Mishie Tanino, Roshan Mahabir, Lei Wang, Masumi Tsuda, Taichi, Kimura, Hiroshi Nishihara, Shinya Tanaka.
  • Organizer: 第102回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌、さっぽろ芸文館（札幌市）
  • Year and Date: 20130606-20130608
• [Presentation] Snail promotes glial-mesenchymal transition (GMT) after irradiation in malignant glioma. (2013)
  • Author(s): Mahabir Roshan、谷野美智枝、Elimansuri Aiman、津田真寿美、王磊、木村太一、西原広史、田中伸哉
  • Organizer: 第102回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌、さっぽろ芸文館（札幌市）
  • Year and Date: 20130606-20130608
• [Presentation] BRAF異常とグリオーマ (2013)
  • Author(s): 田中伸哉、谷野美智枝、津田真寿美、石田雄介、木村太一、西原広史、長嶋和郎
  • Organizer: 第102回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌、さっぽろ芸文館（札幌市）
  • Year and Date: 20130606-20130608
• [Presentation] 膠芽腫におけるチロシンキナーゼ阻害薬耐性メカニズムの解析 (2013)
  • Author(s): 津田真寿美、王磊、谷野美智枝、木村太一、西原広史、田中伸哉
  • Organizer: 第３１回日本脳腫瘍病理学会
  • Place of Presentation: KFC Hall 国際ファッションセンター（東京）
  • Year and Date: 20130524-20130525
• [Presentation] 新規シグナル特異的阻害剤スクリーニングシステムを用いた膠芽腫治療薬の探索
  • Author(s): 王磊、津田真寿美、菅野宏美、木村太一、谷野美智枝、西原広史、田中伸哉
  • Organizer: 第108回北海道癌談話会
  • Place of Presentation: 旭川グランドホテル（旭川市）
• [Presentation] BRAF遺伝子変異によるグリオーマの新規診断技術の検討
  • Author(s): 津田真寿美、谷野美智枝、木村太一、西原広史、田中伸哉
  • Organizer: 第46回北海道病理談話会
  • Place of Presentation: 北海道大学医学部フラテ会館（札幌市）
• [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/