2014 Fiscal Year Research-status Report
生体内機能分子の作用機序を応用した高特異性MMPインヒビターの開発
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25440033
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
東 昌市 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 准教授 (10275076)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | がん転移 / マトリックスメタロプロテアーゼ / MMP-2 / MMP-7 / MMP-9 / MT1-MMP / 高特異性インヒビター / ペプチドインヒビター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
悪性がんの組織内で高発現しているマトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)は、がん細胞の浸潤性増殖および転移を支えることから、がん治療の有望な標的分子である。しかし、従来型MMP阻害剤は特異性が低く、臨床試験の過程で様々な副作用を示したため、それらを抗がん剤として開発することに成功していない。そこで本研究では、個々のMMPの酵素活性あるいはそれらの一機能を特異的に阻害するインヒビターを創出することにより、副作用の極めて少ないがん治療薬の開発へ繋げることを目的としている。本年度は昨年度に引き続き、MMP-2に対し高い選択性を持つβ-アミロイド前駆体タンパク質（APP）由来10残基ペプチドインヒビター（APP-IPと命名）のアミノ酸配列を改変し、他のMMPs対して選択性を持つインヒビターを作出することを試みた。
APP-IPの改変方法としては、選択性に関与するアミノ酸残基を一つずつ20種のアミノ酸を網羅するようにランダム変異を導入し、MMP-2以外の標的MMPとの特異性獲得を指標に選別を行った。その結果、MMP-9とMMP-7のそれぞれに対する親和性が高まり、反対にMMP-2との親和性が顕著に低下するAPP-IP改変体が得られた。一方、MT1-MMPは各種APP-IP改変体に対する親和性スペクトラムがMMP-2のそれと類似しており、選択性を顕著に高めることは困難であったが、MMP-2に対する親和性よりMT1－MMPに対する親和性が高いAPP-IP改変体が得られた。また、MMP-9に対する阻害選択性を高めたペプチドはこれをいくつかのMMP-9結合性タンパク質と融合させることにより、その阻害活性とMMP-9選択性を飛躍的に高めることに成功した。
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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
2年目の目標は、標的MMPsに対して高い親和性および選択性を持つペプチドインヒビターを得ることにあったが、概ね計画どおりに研究が進み、MMP-7とMMP-9に対しては昨年度得られた親和性ペプチドのアミノ酸配列をさらに改変することでそれらの選択性を高めることに成功した。また、MT1-MMPに対する選択性を高めたインヒビターペプチドも得られた。さらに、MMP-9に対するインヒビターペプチドは、これをMMP-9の非触媒部位に結合するタンパク質と融合させることにより、その阻害活性とMMP-9選択性を飛躍的に高めることに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
MMP-9に対する選択性を持つように改変したインヒビターペプチドをMMP-9の非触媒部位に結合するタンパク質と融合させて得られた高特異性MMP-9インヒビタータンパク質は、今後、動物実験等に用いる目的で、その大量調製法を確立する予定である。同様に、MMP-7とMT1-MMPに対する親和性ペプチドについては、これらを各MMPの非触媒部位と特異的に相互作用する生体内物質と組み合わせ、より特異性の高いインヒビターの開発を試みる予定である。
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| Causes of Carryover |
当該年度の研究成果として、MMP-9に対する高特異性インヒビタータンパク質の設計に成功したが、このタンパク質を動物実験等に使用するためには培養細胞系を用いて大量発現・調製する必要がある。その細胞培養にかかる費用を次年度に残した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額を細胞培養に充て、高特異性MMP-9インヒビタータンパク質の大量調製を行う。
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