2014 Fiscal Year Annual Research Report
癌指向性を有する難水溶性薬剤内包タンパク質ナノカプセルの開発とDDSへの応用
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25242046
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
乾 隆 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (80352912)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土居 久志 独立行政法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, チームリーダー (00421818)
片岡 洋祐 独立行政法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, チームリーダー (40291033)
石橋 宰 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (70293214)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | DDS / 難水溶性薬剤 / 生体内輸送蛋白質 / リポカリン蛋白質 / 癌指向性 / ナノカプセル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに作製したタンパク質ナノカプセル（生体内輸送蛋白質であるリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素（L-PGDS）に蓋の役割を果たすジスルフィド結合を導入）を酸化および還元処理した後，遊離チオール基の定量を行った結果，分子内ジスルフィド結合が形成および開裂することが確認され，本カプセルの蓋が酸化還元環境に応答して開閉可能であることが示された。次に，カプセルへの難水溶性抗癌剤SN-38の内包化を行った結果，1 mMカプセル存在下において，PBS中と比較して，SN-38濃度が200倍上昇することを明らかにした。また，非還元SDS-PAGE分析を行った結果，SN-38内包カプセルのジスルフィド架橋が形成していることを確認した。
一方，ヒト大腸癌細胞colo201担癌ヌードマウスに対し，SN-38内包L-PGDSのin vivo薬効評価を行った結果，SN-38内包L-PGDS濃度依存的な抗腫瘍効果が確認され，本DDSの有効性が証明された。また，ddYマウスに対してSN-38内包L-PGDS（2.8 mg/kg/d）を尾静脈より投与し病理組織学的分析により腸管組織への副作用の有無を調べた結果，腸管組織における陰窩構造の消失などの形態的な変化は観察されず，SN-38のプロドラッグであるCPT-11（臨床応用されている）の副作用の１つである下痢等の症状を示さないことが判明した。
さらに，SN-38をリード化合物としてPETイメージング創薬を目指した新規誘導体の開発に取り組んだ結果，計13種類の新規誘導体を開発し，その中でも特に2種類の誘導体が，colo201およびヒト前立腺癌細胞PC-3に対してSN-38と同等の抗癌活性を持つことを示した。また，PETプローブとしてSN-38の18F-標識体の合成にも成功した。
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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
「研究業績の概要」に記載のように，平成26年度は，1）ジスルフィド結合導入により，酸化還元環境に応答して開閉可能な蓋機能を有したタンパク質ナノカプセルの作製，2）in vivoにおけるSN-38内包L-PGDSの薬効評価，3）SN-38内包L-PGDSの腸管組織への副作用の有無の検証，および4）SN-38のPETプローブの作製を目指しており，上記すべてにおいて概ね予定どおり研究は進展している。
1）では，L-PGDS内に酸化還元環境に応答して開閉可能であるジスルフィド結合導入により蓋機能の付加に成功した。
2）では，colo201担癌ヌードマウスに対し，SN-38内包L－PGDS（1.0, 2.0, 2.8 mg/kg/d）を尾静脈より1日おきに計8回投与した結果，SN-38内包L-PGDS濃度依存的な抗腫瘍効果を確認した。
3）では，ddYマウスを用いて，SN-38内包L-PGDS（2.8 mg/kg/d：最大濃度）を尾静脈より投与し，病理組織学的分析により腸管組織への副作用の有無を調べた結果，腸管組織における陰窩構造の消失等の形態的な変化は観察されず，下痢等の症状を示さないことが判明した。
4）PETイメージング創薬の展開を目指した新規誘導体の開発に取り組み，肝臓においてグルクロン酸抱合を受けにくい化学構造を有する計13種類の新規誘導体を開発した。また，その中の2種類の誘導体が，colo201およびPC-3の腫瘍細胞に対して，SN-38と同等の抗癌活性を有することを明らかにした。さらに，18F-標識化研究においては，[18F]フルオロプロピル臭素を標識前駆体とした蒸留移送型標識法を確立し，SN-38誘導体の18F-標識体の合成に成功した。
以上の成果より，本申請研究は，概ね順調に進展していると評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は，昨年度作製したリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素（L-PGDS）を利用した，SN-38内包タンパク質ナノカプセル（L-PGDS内へのジスルフィド結合導入により，酸化還元反応を利用した薬剤の放出制御を可能にした薬剤キャリアー）に癌指向性ペプチドを導入し，結合親和性，結合比および熱力学的パラメータを等温滴定熱量測定法（ITC）により決定し，カプセル投与時の薬剤濃度を正確に把握するとともに，担癌ヌードマウスを用いたin vivoにおける抗腫瘍効果の評価を行う。
一方，昨年度の実績として，降血圧作用を有するアンジオテンシンⅡ受容体拮抗薬であるテルミサルタン（ベーリンガーインゲルハイム社との共同研究）を難水溶性モデル化合物とし，L-PGDSを可溶化剤として用いた新規な可溶型経口製剤の開発（DDS製剤化）に成功した。そこで，今年度は同複合体の経口投与後の薬物動態を測定し，バイオアベイラビリティーの改善効果についても検討する。さらに，同社の難水溶性化合物であり，狭心症・心筋梗塞治療薬であるジピリダモールに対して，可溶化剤としてL-PGDSが有効か否かを溶解度測定やITCによる熱力学的パラメータの測定から評価し，有効であれば心筋梗塞や狭心症のモデルラットを用いたin vivo試験を行い，本DDSの薬剤適応を拡大したい。
PET測定においては，昨年度SN-38誘導体のPETプローブ化（18F-標識体）に成功し，且つ細胞毒性も確認できた。そこで，今年度は，本誘導体の担癌ヌードマウスにおける抗腫瘍効果を確認し，SN-38と同程度の効果が得られれば，本プローブ内包カプセルを作製し，担癌マウスに投与後，その体内動態をPETイメージング測定により明らかにする。
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[Journal Article] A toxin isolated from Sarcocystis fayeri in raw horsemeat may be responsible for food poisoning.2014
Author(s)
Kamata, Y., Saito, M., Irikura, D., Yahata, Y., Ohnishi, T., Bessho, T., Inui, T., Watanabe, M., and Sugita-Konishi, Y.
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Journal Title
J. Food Prot.
Volume: 77
Pages: 814-819
DOI
Peer Reviewed
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