安全かつ有効な蛋白質性医薬品の創製を目指したTNF阻害薬の開発

• Project/Area Number: 08J03919
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Medical systems
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 野村 鉄也 Osaka University, 薬学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2009: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2008: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: TNF / 自己免疫疾患 / TNFR1指向性アンタゴニスト / ファージ表面提示法 / 遺伝子シャッフリング法 / TNFR1選択的アンタゴニスト / PEG化 / CIA / 感染リスク

Research Abstract

私は、自己免疫疾患の発症や悪化に関与することが知られている腫瘍壊死因子(TNF)に着目し、安全かつ有効な治療薬の開発を目指し研究を進めてきた。前年度までに、私は2種類存在するTNFのレセプターTNFR1およびTNFR2のうち、主に炎症反応の惹起に関わるTNFR1の作用を選択的に阻害できるTNFR1指向性アンタゴニストを開発し、TNF関連疾患に対する有効性を示してきた。そこで本年度は、こうした蛋白質性の医薬品候補を、より有効性と安全性に優れた医薬品として分子設計しようと考え、まず創薬基盤技術の開発を試みた。TNFは、先述のように2種類のレセプターを介して、宿主免疫応答を司ることが知られている。そのため、これまでの抗TNF療法では、両TNFレセプターを介した機能を全て遮断してしまうが故に、免疫力の低下を招いてしまい、易感染性や易発がん性といった副作用を招くことも報告されている。従って、TNFR1に対する選択性の向上、即ち蛋白医薬への優れた選択性の付与は、治療薬としての薬効の増強や投与量の低減だけではなく、副作用のリスクをも低下させることにつながる。そこでまず、私はこれまでに独自に開発してきたファージ表面提示法によるアミノ酸改変技術の更なる効率化をはかるために、遺伝子シャッフリング法を取り入れた機能性人工蛋白質創出技術を開発した【Biochem.Biophys.Res.Commun,2009.】。さらにその技術を適応して、更なるレセプター選択性に優れたTNFR1指向性アンタゴニストの開発を試みた。
その結果、TNFR1に対する結合選択性および作用選択性に優れた新規アンタゴニストの創出に成功した【Pharmazie,2010.】。このように、私は独自に開発した創薬技術を駆使して、自己免疫疾患治療薬としての医薬価値に優れた医薬品候補を創出することに成功した。

Research Products

• [Journal Article] I型TNF受容体選択的アンタゴニストの創出とその自己免疫疾患治療薬としての可能性 (2010)
  • Author(s): Nomura T., Abe Y., Yoshioka Y., Nakagawa S., Tsunoda SI., Tsutsumi Y
  • Journal Title: Yakugaku Zasshi 130(1) Pages: 63-68
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Creation of an improved mutant TNF with TNFR1-selectivity and antagonistic activity by phage display technology (2010)
  • Author(s): Nomura T., Abe Y., Kamada H., Inoue M., Kawara T., Arita S., Furuya T., Yoshioka Y, Shibata H., Kayamuro H., Yamashita T., Nagano K., Yoshikawa T., Mukai Y., Nakagawa S., Tsunoda SI., Tsutsumi Y
  • Journal Title: Pharmazie 65(2) Pages: 93-96
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Arsenic trioxide inhibits human t cell-lymphotropic virus-1-induced syncytiums by down regulating gp46 (2009)
  • Author(s): Nabeshi H., Yoshikawa T., Kamada H., Shibata H., Sugita T., Abe Y., Nagano K., Nomura T., Minowa K., Yamashita T., Itoh N., Yoshioka Y., Tsunoda SI., Tsutsumi Y
  • Journal Title: Biological & Pharmaceutical Bulletin 32(7) Pages: 1286-1288
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fast Binding Kinetics and Conserved 3D Structure Underlie the Antagonistic Activity of Mutant TNF : Useful Information for Designing Artificial Proteo-Antagonists (2009)
  • Author(s): Mukai Y., Nakamura T., Yoshioka Y., Shibata H., Abe Y., Nomura T., Taniai M., Ohta T., Nakagawa S., Tsunoda SI., Kamada H., Yamagata Y., Tsutsumi Y
  • Journal Title: Journal of Biochemistry 146(2) Pages: 167-172
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The use of a mutant TNF-α as a vaccine adjuvant for the induction of mucosal immune responses (2009)
  • Author(s): Kayamuro H., Abe Y., Yoshioka Y., Katayama K., Nomura T., Yoshida T., Yamashita K., Yamashito T., Yoshikawa T., Kawai Y., Mayumi T., Hiroi T., Itoh N., Nagano K., Kamada H., Tsunoda SI., Tsutsumi Y
  • Journal Title: Biomaterials 30(29) Pages: 5869-5876
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel protein engineering strategy for creating highly receptor-selective mutant TNFs (2009)
  • Author(s): Nomura T., Abe Y., Kamada H., Inoue M., Kawara T., Arita S., Furuya T., Yoshioka Y., Shibata H., Kayamuro H., Yamashita T., Nagano K., Yoshikawa T., Mukai Y., Nakagawa S., Taniai M., Ohata T., Tsunoda SI., Tsutsumi Y
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications 388(4) Pages: 667-671
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The treatment of established murine collagen-induced arthritis with a TNFR1-selective antagonistic mutant TNF (2009)
  • Author(s): Shibata H., Yoshioka Y., Abe Y., Ohkawa A., Nomura T., Minowa K., Mukai Y., Nakagawa S., Taniai M., Ohta T., Kamada H., Tsunoda SI., Tsutsumi Y
  • Journal Title: Biomaterials 30(34) Pages: 6638-6647
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure-function relationship of tumor necrosis factor (TNF) and its receptor interaction based on 3D structural analysis of a fully active TNFR1-selective TNF mutant (2009)
  • Author(s): Mukai Y, Shibata H, Nakamura T, Yoshioka Y, Abe Y, Nomura T, Taniai M, Ohta T, Ikemizu S, Nakagawa S, Tsunoda S, Kamada H, Yamagata Y, Tsutsumi Y
  • Journal Title: Journal of Molecular Biology 385 Pages: 1221-1229
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Creation and X-ray structure analysis of the tumor necrosis factor receptor-1-selective mutant of atumor necrosis factor-alpha antagonist (2008)
  • Author(s): Shibata H, Yoshioka Y, Ohkawa A, Minowa K, Mukai Y, Abe Y, Taniai M, Nomura T, Kayamuro H, Nabeshi H, Sugita T, Imai S, Nagano K, Yoshikawa T, Fujita T, Nakagawa S, Yamamoto A, Ohta T, Hayakawa T, Mayumi T, Vandeenabeele P, Aggarwal BB, Nakamura T, Yamagata Y, Tsunoda S, Kamada H, Tsutsumi Y
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 283 Pages: 998-1007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simple and highly sensitive assay system for TNFR2-mediated soluble- and transmembrane-TNF activity (2008)
  • Author(s): Abe Y, Yoshikawa T, Kamada H, Shibata H, Nomura T, Minowa K, Kayamuro H, Katayama K, Miyoshi H, Mukai Y, Yoshioka Y, Nakagawa S, Tsunoda S, Tsutsumi Y
  • Journal Title: Journal of Immunological Methods 335(1-2) Pages: 71-78
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The therapeutic effect of TNFR1-selective antagonistic mutant TNF-<alpha> in murine hepatitis models (2008)
  • Author(s): Shibata H, Yoshioka Y, Ohkawa A, Abe Y, Nomura T, Mukai Y, Nakagawa S, Taniai M, Ohta T, Mayumi T, Kamada H, Tsutsumi Y
  • Journal Title: Cytokine 44(2) Pages: 229-233
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of mouse macrophages expressing membrane-bound TNF variants with selectivity for TNFR1-or TNFR2
  • Author(s): Shibata H., Abe Y., Yoshioka Y., Nomura T., Sato M., Kayamuro H., Kawara T., Arita S., Furuya T., Nagano K., Yoshikawa T., Kamada H., Tsunoda SI., Tsutsumi Y
  • Journal Title: Cytokine (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Therapeutic effect of PEGylated TNFR1-selective antagonistic mutant TNF in experimental autoimmune encephalomyelitis mice
  • Author(s): Nomura T., Abe Y., Kamada H., Shibata H., Kayamuro H., Inoue M., Kawara T., Arita S., Furuya T., Yamashita T., Nagano K., Yoshikawa T., Yoshioka Y., Mukai Y., Nakagawa S., Tsunoda SI., Tsutsumi Y
  • Journal Title: Journal of Controlled Release (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] TNFR1-selectivity improvement of mutant TNF with antagonistic activity (2009)
  • Author(s): Tetsuya Nomura, Yasuhiro Abe, Masaki Inoue, Yasuo Yoshioka, Hiroyuki Kayamuro, Yohei Mukai, Madoka Taniai, Tsunetaka Ohta, Shinsaku Nakagawa, Haruhiko Kamada, Shin-ichi Tsunoda, Yasuo Tsutsumi
  • Organizer: 8th Joint Conference of The Society of Leukocyte Biology, International Cytokine Society, & International Society for Interferon and Cytokine Research
  • Place of Presentation: Lisbon(Portugal)
  • Year and Date: 2009-10-20
• [Presentation] 自己免疫疾患に対する有効性および安全性の向上を目指したTNFR1指向性アンタゴニストの改変 (2009)
  • Author(s): 野村鉄也, 阿部康弘, 吉岡靖雄, 萱室裕之, 向洋平, 中川晋作, 角田慎一, 堤康央
  • Organizer: 第25回DDS学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-07-03
• [Presentation] Development of a novel method using phage display, gene shuffling and improved receptor selectivity to produce mutant TNFs (2009)
  • Author(s): Tetsuya Nomura, Yasuhiro Abe, Yasuo Yoshioka, Hiroyuki Kayamuro, Hiroko Shibata, Yohei Mukai, Shin-ichi Tsunoda, Yasuo Tsutsumi
  • Organizer: 12th International TNF conference
  • Place of Presentation: Madrid/San Lorenzo de E1 Escorial(Spain)
  • Year and Date: 2009-04-27
• [Presentation] 安全かつ有効な自己免疫疾患治療薬の開発を目指したTNFR1指向性変異体の創出 (2009)
  • Author(s): 野村鉄也, 阿部康弘, 吉岡靖雄, 中川晋作, 鎌田春彦, 角田慎一, 堤康央
  • Organizer: 日本薬学会第129年会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-03-26
• [Presentation] 新規自己免疫疾患治療薬の開発を目指したTNFR1指向性アンタゴニストの創出 (2008)
  • Author(s): 野村鉄也, 阿部康弘, 吉岡靖雄, 萱室裕之, 中川晋作, 鎌田春彦, 角田慎一, 堤康央
  • Organizer: ファーマバイオフォーラム2008
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-11-30
• [Presentation] Creation of mutant TNF-α with TNF receptor-1 selective antagonistic activity for the development of a novel autoimmune disease drug (2008)
  • Author(s): Tetsuya Nomura, Yasuhiro Abe, Yasuo Yoshioka, Hiroko Shibata, Hiroyuki Kayamuro, Yohei Mukai, Madoka Taniai, Tsunetaka Ohta, Shinsaku Nakagawa, Haruhiko Kamada, Shin-ichi Tsunoda, Yasuo Tsutsumi
  • Organizer: 7th Joint Conference of the International Society for Interferon and Cytokine Research and International Cytokine Society
  • Place of Presentation: MONTREAL(CANADA)
  • Year and Date: 2008-10-13
• [Presentation] アンタゴニスト活性を有するI型受容体指向性TNF変異体の評価:関節リウマチモデルに対する治療効果および安全性の検討 (2008)
  • Author(s): 野村鉄也, 吉岡靖雄, 柴田寛子, 阿部康弘, 蓑輪恭子, 萱室裕之, 中川晋作, 鎌田春彦, 角田慎一, 堤康央
  • Organizer: 第24回日本DDS学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-06-29