がん関連転写因子Runx1/CBFβを標的とした活性制御薬物の研究

• 研究課題/領域番号: 16H03293
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 緒方 一博 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (90260330)
• 研究分担者: 浜田 恵輔 横浜市立大学, 医学部, 助教 (00344052) ; 仙石 徹 横浜市立大学, 医学部, 講師 (60576312) ; 椎名 政昭 横浜市立大学, 医学部, 助教 (30347299)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2017年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2016年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: 転写因子 / 転写制御 / がん / 創薬 / 癌 / 医薬品探索 / 分子標的薬

研究成果の概要

がんの原因分子を標的とする薬剤を用いたがん分子標的治療は、様々ながんに対して延命効果を示している。しかし最も重要な原因分子の一種である転写因子の多くは、その対象となっていない。そこで我々は、急性白血病の発症・進展に関与する転写因子Runx1/CBFβを対象とし、低分子阻害薬の開発を進めた。
本研究では、分子構造に基づきRunx1のDNA結合の制御部位に対して作用する化合物の探索を行い、複数種類の化合物がRunx1との結合を介してDNA結合を阻害することを確認した。さらにRunx1に変異を有する白血病細胞株において、これら化合物がRunx1の転写活性化能を抑制し、生存率を低下させることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

変異型の転写因子は、ドミナント・ネガティブな様式で転写制御異常を誘起し、細胞の分化異常やがん化の原因となり得る。そのため、変異分子を含んだ異常な複合体の形成要因となる分子間相互作用を標的とした阻害薬は有望な治療薬候補となる。我々は急性骨髄性白血病の発症に関わる主要な転写因子の一つであるRunx1のDNA結合活性における制御部位を分子構造解析と機能解析の結果から明らかにし、その領域を介してアロステリックな様式で作用し得るDNA結合阻害薬を複数見出した。今後、これら阻害薬の構造の最適化を目指す。これまでに転写因子を標的とした阻害薬の報告例は極めて少ないため、大きな波及効果を生むことを期待している。

研究成果

• [雑誌論文] Germline-Derived Gain-of-Function Variants of Gsα-Coding GNAS Gene Identified in Nephrogenic Syndrome of Inappropriate Antidiuresis (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyado Mami、Fukami Maki、Takada Shuji、Terao Miho、Nakabayashi Kazuhiko、Hata Kenichiro、Matsubara Yoichi、Tanaka Yoko、Sasaki Goro、Nagasaki Keisuke、Shiina Masaaki、Ogata Kazuhiro、Masunaga Youhei、Saitsu Hirotomo、Ogata Tsutomu
  • 雑誌名: Journal of the American Society of Nephrology 巻: 30 号: 5 ページ: 877-889
  • DOI: 10.1681/asn.2018121268
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphorylation of an intrinsically disordered region of Ets1 shifts a multi-modal interaction ensemble to an out-inhibitory state. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kota Kasahara, Masaaki Shiina, Junichi Higo, Kazuhiro Ogata, Haruki Nakamura.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 46 号: 5 ページ: 2243-2251
  • DOI: 10.1093/nar/gkx1297
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] De novo hotspot variants in CYFIP2 cause early-onset epileptic encephalopathy (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakashima Mitsuko、Kato Mitsuhiro、Aoto Kazushi、Shiina Masaaki、Belal Hazrat、Mukaida Souichi、Kumada Satoko、Sato Atsushi、Zerem Ayelet、Lerman-Sagie Tally、Lev Dorit、Leong Huey Yin、Tsurusaki Yoshinori、Mizuguchi Takeshi、Miyatake Satoko、Miyake Noriko、Ogata Kazuhiro、Saitsu Hirotomo、Matsumoto Naomichi
  • 雑誌名: Annals of Neurology 巻: 83 号: 4 ページ: 794-806
  • DOI: 10.1002/ana.25208
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Loss-of-function and gain-of-function mutations in PPP3CA cause two distinct disorders (2018)
  • 著者名/発表者名: Mizuguchi Takeshi、Kurahashi Hirokazu、et al.
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 27 号: 8 ページ: 1421-1433
  • DOI: 10.1093/hmg/ddy052
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A homozygous NOP14 variant is likely to cause recurrent pregnancy loss (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Toshifumi、Behnam Mahdiyeh、Ronasian Firooze、Salehi Mansoor、Shiina Masaaki、Koshimizu Eriko、Fujita Atsushi、Sekiguchi Futoshi、Miyatake Satoko、Mizuguchi Takeshi、Nakashima Mitsuko、Ogata Kazuhiro、Takeda Satoru、Matsumoto Naomichi、Miyake Noriko
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 63 号: 4 ページ: 425-430
  • DOI: 10.1038/s10038-018-0410-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Heterozygous Mutations in OAS1 Cause Infantile-Onset Pulmonary Alveolar Proteinosis with Hypogammaglobulinemia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Cho K, Yamada M, Agematsu K, Kanegane H, Miyake N, Ueki M, Akimoto T, Kobayashi N, Ikemoto S, Tanino M, Fujita A, Hayasaka I, Miyamoto S, Tanaka-Kubota M, Nakata K, Shiina M, Ogata K, Minakami H, Matsumoto N, Ariga T.
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 巻: 102 号: 3 ページ: 480-486
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2018.01.019
  • NAID: 120006502505
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] De novo variants in CAMK2A and CAMK2B cause neurodevelopmental disorders (2018)
  • 著者名/発表者名: Akita Tenpei、Aoto Kazushi、Kato Mitsuhiro、Shiina Masaaki、Mutoh Hiroki、Nakashima Mitsuko、Kuki Ichiro、Okazaki Shin、Magara Shinichi、Shiihara Takashi、Yokochi Kenji、Aiba Kaori、Tohyama Jun、Ohba Chihiro、Miyatake Satoko、Miyake Noriko、Ogata Kazuhiro、Fukuda Atsuo、Matsumoto Naomichi、Saitsu Hirotomo
  • 雑誌名: Annals of Clinical and Translational Neurology 巻: 5 号: 3 ページ: 280-296
  • DOI: 10.1002/acn3.528
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] De novo mutations of the ATP6V1A gene cause developmental encephalopathy with epilepsy (2018)
  • 著者名/発表者名: Fassio Anna、Esposito Alessandro、Kato Mitsuhiro、Saitsu Hirotomo、et al.
  • 雑誌名: Brain 巻: 141 号: 6 ページ: 1703-1718
  • DOI: 10.1093/brain/awy092
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A novel CYCS mutation in the α‐helix of the CYCS C‐terminal domain causes non‐syndromic thrombocytopenia (2018)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama Yuri、Yanagisawa Kunio、Kunishima Shinji、Shiina Masaaki、Ogawa Yoshiyuki、Nakashima Mitsuko、Hirato Junko、Imagawa Eri、Fujita Atsushi、Hamanaka Kohei、Miyatake Satoko、Mitsuhashi Satomi、Takata Atsushi、Miyake Noriko、Ogata Kazuhiro、Handa Hiroshi、Matsumoto Naomichi、Mizuguchi Takeshi
  • 雑誌名: Clinical Genetics 巻: 94 号: 6 ページ: 548-553
  • DOI: 10.1111/cge.13423
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Biallelic COLGALT1 variants are associated with cerebral small vessel disease (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyatake Satoko、Schneeberger Sacha、Koyama Norihisa、Yokochi Kenji、Ohmura Kayo、、Hennet Thierry、Matsumoto Naomichi、et al
  • 雑誌名: Annals of Neurology 巻: 84 号: 6 ページ: 843-853
  • DOI: 10.1002/ana.25367
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Homozygous splicing mutation in NUP133 causes Galloway-Mowat syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujita Atsushi、Tsukaguchi Hiroyasu、Koshimizu Eriko、Nakazato Hitoshi、Itoh Kyoko、Kuraoka Shohei、Komohara Yoshihiro、Shiina Masaaki、Nakamura Shohei、Kitajima Mika、Tsurusaki Yoshinori、Miyatake Satoko、Ogata Kazuhiro、Iijima Kazumoto、Matsumoto Naomichi、Miyake Noriko
  • 雑誌名: Annals of Neurology 巻: 84 号: 6 ページ: 814-828
  • DOI: 10.1002/ana.25370
  • 査読あり
• [雑誌論文] GRIN2D variants in three cases of developmental and epileptic encephalopathy (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuchida Naomi、Hamada Keisuke、Shiina Masaaki、Kato Mitsuhiro、Kobayashi Yu、Tohyama Jun、Kimura Kazue、Hoshino Kyoko、Ganesan Vigneswari、Teik Keng W.、Nakashima Mitsuko、Mitsuhashi Satomi、Mizuguchi Takeshi、Takata Atsushi、Miyake Noriko、Saitsu Hirotomo、Ogata Kazuhiro、Miyatake Satoko、Matsumoto Naomichi
  • 雑誌名: Clinical Genetics 巻: 94 号: 6 ページ: 538-547
  • DOI: 10.1111/cge.13454
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Thioether Macrocyclic Peptides Selected against TET1 Compact Catalytic Domain Inhibit TET1 Catalytic Activity (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishio Kosuke、Belle Roman、Katoh Takayuki、Kawamura Akane、Sengoku Toru、Hanada Kazuharu、Ohsawa Noboru、Shirouzu Mikako、Yokoyama Shigeyuki、Suga Hiroaki
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 19 号: 9 ページ: 979-985
  • DOI: 10.1002/cbic.201800047
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structural basis of protein arginine rhamnosylation by glycosyltransferase EarP (2018)
  • 著者名/発表者名: Sengoku Toru、Suzuki Takehiro、Dohmae Naoshi、Watanabe Chiduru、Honma Teruki、Hikida Yasushi、Yamaguchi Yoshiki、Takahashi Hideyuki、Yokoyama Shigeyuki、Yanagisawa Tatsuo
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 14 号: 4 ページ: 368-374
  • DOI: 10.1038/s41589-018-0002-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel GFI1B mutation at the first zinc finger domain causes congenital macrothrombocytopenia (2017)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama Y, Ogawa Y, Kunishima S, Shiina M, Nakashima M, Yanagisawa K, Yokohama A, Imagawa E, Miyatake S, Mizuguchi T, Takata A, Miyake N, Ogata K, Handa H, Matsumoto N
  • 雑誌名: British Journal of Haematology 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 843-847
  • DOI: 10.1111/bjh.14710
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel missense mutation affecting the same amino acid as the recurrent PACS1 mutation in Schuurs-Hoeijmakers syndrome (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyake N, Ozasa S, Mabe H, Kimura S, Shiina M, Imagawa E, Miyatake S, Nakashima M, Mizuguchi T, Takata A, Ogata K, Matsumoto N
  • 雑誌名: Clinical Genetics 巻: 93 号: 4 ページ: 929-930
  • DOI: 10.1111/cge.13105
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A novel mutation in SLC1A3 causes episodic ataxia (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwama Kazuhiro、Iwata Aya、Shiina Masaaki、Mitsuhashi Satomi、Miyatake Satoko、Takata Atsushi、Miyake Noriko、Ogata Kazuhiro、Ito Shuichi、Mizuguchi Takeshi、Matsumoto Naomichi
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 63 号: 2 ページ: 207-211
  • DOI: 10.1038/s10038-017-0365-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biallelic mutations in MYPN, encoding Myopalladin, are associated with childhood-onset, slowly progressive nemaline myopathy (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyatake S, Mitsuhashi S, Hayashi YK, Purevjav E, Nishikawa A, Koshimizu E, Suzuki M, Yatabe K, Tanaka Y, Ogata K, Kuru S, Shiina M, Tsurusaki Y, Nakashima M, Mizuguchi T, Miyake N, Saitsu H, Ogata K, Kawai M, Towbin J, Nonaka I, Nishino I, Matsumoto N
  • 雑誌名: American Journal of Human Genetics 巻: 100 号: 1 ページ: 169-178
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2016.11.017
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The first report of Japanese patients with asparagine synthetase deficiency (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Endo W, Ohnishi H, Kubota K, Kawamoto N, Inui T, Imamura A, Takanashi JI, Shiina M, Saitsu H, Ogata K, Matsumoto N, Haginoya K, Fukao T
  • 雑誌名: Brain Development 巻: 39 号: 3 ページ: 236-242
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2016.09.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] PARS2 and NARS2 mutations in infantile-onset neurodegenerative disorder (2017)
  • 著者名/発表者名: Mizuguchi T, Nakashima M, Kato M, Yamada K, Okanishi T, Ekhilevitch N, Mandel H, Eran A, Toyono M, Sawaishi Y, Motoi H, Shiina M, Ogata K, Miyatake S, Miyake N, Saitsu H, Matsumoto N
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 62 号: 5 ページ: 525-529
  • DOI: 10.1038/jhg.2016.163
  • NAID: 40021210259
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms of cooperative binding of transcription factors Runx1-CBFβ-Ets1 on the TCRα gene enhancer (2017)
  • 著者名/発表者名: Kasahara K, Shiina M, Fukuda I, Ogata K, Nakamura H
  • 雑誌名: PloS One 巻: 12 号: 2 ページ: e0172654-e0172654
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0172654
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Biallelic mutations in the 3' exonuclease TOE1 cause pontocerebellar hypoplasia and uncover a role in snRNA processing (2017)
  • 著者名/発表者名: Lardelli RM, Schaffer AE, Eggens VR, ... Matsumoto N, Muramatsu K, Saitsu H, Shiina M, Ogata K, Foulds N, Dobyns WB, Chi NC, Traver D, Spaccini L, Bova SM, Gabriel SB, Gunel M, Valente EM, Nassogne MC, Bennett EJ, Yeo GW, Baas F, Lykke-Andersen J, Gleeson JG
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 49 号: 3 ページ: 457-464
  • DOI: 10.1038/ng.3762
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] メチル基を数える: ヒストンH4K20のメチル化状態を特異的に認識する抗体の構造 (2018)
  • 著者名/発表者名: 仙石 徹，渡邉千鶴，馬場しほ，本間光貴，緒方一博，木村 宏，横山茂之
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] Structural basis for the recognition of the antioxidant response element by the Nrf2-MafG heterodimer (2018)
  • 著者名/発表者名: Sengoku T, Shiina M, Uchiyama A, Baba S, Okada C, Sato K, Hamada K, Ogata K
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Search for anti-leukemic drugs targeting the transcription factor Runx1 by INTENDD (2017)
  • 著者名/発表者名: Shiina M, Baba S, Uchiyama A, Okada C, Tanaka T, Ikeda K, Kawakita S, Matsuzaki T, Komatsu H, Hosoda M, Ogata K
  • 学会等名: The 137th Annual Meeting of the Pharmaceutical Society of Japan, 3rd International Symposium for Medicinal Sciences
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 転写因子Ets1の天然変性領域のリン酸化によるDNA結合制御機構の速度論的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 内山晃子, 椎名政昭, 浜田恵輔, 馬場しほ, 岡田千佳子, 鈴木香絵, 佐藤 光, 緒方一博
  • 学会等名: 新学術領域研究「転写サイクル」冬の若手ワークショップ2017
• [学会発表] 分子構造に基づく転写因子Nrf2の抗酸化剤応答配列認識機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 椎名政昭, 鈴木香絵, 浜田恵輔, 内山晃子, 岡田千佳子, 馬場しほ, 太田 力, 緒方一博
  • 学会等名: 新学術領域研究「転写サイクル」冬の若手ワークショップ2017
• [学会発表] パートナー転写因子存在下における Ets1のコンフォーメーション分布の変化と活性制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 内山晃子，椎名政昭，浜田恵輔，馬場しほ，岡田千佳子，鈴木香絵，佐藤 光，緒方一博
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会（第40回日本分子生物学会年会・第90回日本生化学会大会）
• [学会発表] 転写因子 Nrf2による酸化ストレス応答配列 (ARE) の認識機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 椎名政昭，鈴木香絵，内山晃子，浜田恵輔，馬場しほ，岡田千佳子，太田 力，緒方一博
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会（第40回日本分子生物学会年会・第90回日本生化学会大会）
• [学会発表] Search for anti-leukemic drugs targeting the transcription factor Runx1 by INTENDD. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shiina M, Baba S, Uchiyama A, Okada C, Tanaka T, Ikeda K, Kawakita S, Matsuzaki T, Komatsu H, Hosoda M, Ogata K
  • 学会等名: The 137th Annual Meeting of the Pharmaceutical Society of Japan, 3rd International Symposium for Medicinal Sciences
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] パートナー転写因子存在下におけるEts1のコンフォーメーション分布の変化と活性制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 内山晃子, 椎名政昭, 浜田恵輔, 馬場しほ, 岡田千佳子, 鈴木香絵, 佐藤 光, 緒方一博
  • 学会等名: 新学術領域研究「転写サイクル」冬の若手ワークショップ2017
• [学会発表] 転写因子Ets1の天然変性領域のリン酸化によるDNA結合制御機構の速度論的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 椎名政昭, 笠原浩太, 肥後順一, 浜田恵輔, 馬場しほ, 内山晃子, 佐藤 光, 岡田千佳子, 中村春木, 緒方一博
  • 学会等名: 新学術領域研究「転写サイクル」冬の若手ワークショップ2017
• [学会発表] 分子構造に基づく転写因子Nrf2の抗酸化剤応答配列認識機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 椎名政昭, 鈴木香絵, 浜田恵輔, 内山晃子, 岡田千佳子, 馬場しほ, 太田 力, 緒方一博
  • 学会等名: 新学術領域研究「転写サイクル」冬の若手ワークショップ2017
• [備考] 横浜市立大学大学院医学研究科生化学教室
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~seika/index.html