タンパク質相互作用に基づくペプチドリガンドの設計とプロテインノックダウンへの応用

• 研究課題/領域番号: 16K15121
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 国立医薬品食品衛生研究所
• 研究代表者: 内藤 幹彦 国立医薬品食品衛生研究所, 遺伝子医薬部, 部長 (00198011)
• 研究分担者: 大岡 伸通 国立医薬品食品衛生研究所, 遺伝子医薬部, 室長 (80568519)
• 連携研究者: 出水 庸介 国立医薬品食品衛生研究所, 有機化学部, 部長 (90389180)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: プロテインノックダウン / SNIPER / ヘリカルペプチド / エストロゲン受容体 / Notch / 蛋白質分解 / ユビキチン / プロテアソーム / ペプチド / 核内受容体 / 蛋白質

研究成果の概要

標的タンパク質に結合するヘリカルペプチド（PERM3、SAHM1）をリガンドとしてSNIPERに導入し、エストロゲン受容体及びNotch1を分解するペプチド型SNIPERを開発した。これらのSNIPERはプロテアソームによる標的タンパク質の分解を誘導し、SNIPER(Notch)ではNotch下流のc-myc遺伝子発現を阻害した。これらの結果から、ヘリカルペプチドを標的リガンドとしても標的タンパク質を分解するSNIPERを開発できる事が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a small hybrid molecule that mediates degradation of His-tag fused proteins (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Okitsu, T. Hattori, T. Misawa, T. Shoda, M. Kurihara, M. Naito, Y. Demizu
  • 雑誌名: J Med Chem. 巻: 61 号: 2 ページ: 576-582
  • DOI: 10.1021/acs.jmedchem.7b00413
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a peptide-based inducer of protein degradation targeting NOTCH1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohoka N, Misawa T, Kurihara M, Demizu Y, Naito M.
  • 雑誌名: Bioorg Med Chem Lett. 巻: 27 号: 22 ページ: 4985-4988
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2017.10.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Protein Degradation Inducers of Androgen Receptor by Conjugation of Androgen Receptor Ligands and Inhibitor of Apoptosis Protein Ligands (2017)
  • 著者名/発表者名: Shibata Norihito、Nagai Katsunori、Morita Yoko、Ujikawa Osamu、Ohoka Nobumichi、Hattori Takayuki、Koyama Ryokichi、Sano Osamu、Imaeda Yasuhiro、Nara Hiroshi、Cho Nobuo、Naito Mikihiko
  • 雑誌名: Journal of Medicinal Chemistry 巻: 61 号: 2 ページ: 543-575
  • DOI: 10.1021/acs.jmedchem.7b00168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple and efficient knockdown of His-tagged proteins by ternary molecules consist of His-tag ligand, ubiquitin ligase ligand and cell penetrating peptide (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Hattori, K. Okitsu, N. Yamazaki, N. Ohoka, N. Shibata, T. Misawa, M. Kurihara, Y. Demizu,* M. Naito*
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 27 号: 18 ページ: 4478-4481
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2017.08.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] SNIPER(TACC3) induces cytoplasmic vacuolization and sensitizes cancer cells to Bortezomib. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohoka, N., Nagai, K., Shibata, N., Hattori, T., Nara, H., Cho, N. & Naito, M.
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 108 号: 5 ページ: 1032-1041
  • DOI: 10.1111/cas.13198
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of protein degradation inducers of oncogenic BCR-ABL protein by conjugation of ABL kinase inhibitors and IAP ligands (2017)
  • 著者名/発表者名: Shibata Norihito、Miyamoto Naoki、Nagai Katsunori、Shimokawa Kenichiro、Sameshima Tomoya、Ohoka Nobumichi、Hattori Takayuki、Imaeda Yasuhiro、Nara Hiroshi、Cho Nobuo、Naito Mikihiko
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 108 号: 8 ページ: 1657-1666
  • DOI: 10.1111/cas.13284
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Targeting the Allosteric Site of Oncoprotein BCR-ABL as an Alternative Strategy for Effective Target Protein Degradation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimokawa Kenichiro、Shibata Norihito、Sameshima Tomoya、Miyamoto Naoki、Ujikawa Osamu、Nara Hiroshi、Ohoka Nobumichi、Hattori Takayuki、Cho Nobuo、Naito Mikihiko
  • 雑誌名: ACS Medicinal Chemistry Letters 巻: 8 号: 10 ページ: 1042-1047
  • DOI: 10.1021/acsmedchemlett.7b00247
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of helix-stabilized cell-penetrating peptides containing cationic α,α-disubstituted amino acids as helical promoters. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamashita H, Misawa T, Oba M, Tanaka M, Naito M, Kurihara M, Demizu Y.
  • 雑誌名: Bioorg Med Chem. 巻: 25(6) 号: 6 ページ: 1846-1851
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2017.01.044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted Degradation of Proteins Localized in Subcellular Compartments by Hybrid Small Molecules. (2017)
  • 著者名/発表者名: Okuhira, K., Shoda, T., Omura, R., Ohoka, N., Hattori, T., Shibata, N., Demizu, Y., Sugihara, R., Ichino, A., Kawahara, H., Itoh, Y., Ishikawa, M., Hashimoto, Y., Kurihara, M., Itoh, S., Saito, H. & Naito, M.
  • 雑誌名: Mol pharmacol 巻: 91 号: 3 ページ: 159-166
  • DOI: 10.1124/mol.116.105569
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In Vivo Knockdown of Pathogenic Proteins via Specific and Nongenetic Inhibitor of Apoptosis Protein (IAP)-dependent Protein Erasers (SNIPERs). (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohoka, N., Okuhira, K., Ito, M., Nagai, K., Shibata, N., Hattori, T., Ujikawa, O., Shimokawa, K., Sano, O., Koyama, R., Fujita, H., Teratani, M., Matsumoto, H., Imaeda, Y., Nara, H., Cho, N. & Naito, M.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 292 号: 11 ページ: 4556-4570
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.768853
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of a peptide-based inducer of nuclear receptors degradation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Demizu Y, Ohoka N, Nagakubo T, Yamashita H, Misawa T, Okuhira K, Naito M, Kurihara M.
  • 雑誌名: Bioorg Med Chem Lett. 巻: 26 号: 11 ページ: 2655-2658
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2016.04.013
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of BCR-ABL degradation inducers via the conjugation of an imatinib derivative and a cIAP1 ligand. (2016)
  • 著者名/発表者名: Demizu, Y., Shibata, N., Hattori, T., Ohoka, N., Motoi, H., Misawa, T., Shoda, T., Naito, M. & Kurihara, M.
  • 雑誌名: Bioorg Med Chem Lett 巻: 26 号: 20 ページ: 4865-4869
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2016.09.041
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] ユビキチン・プロテアソーム経路を利用したプロテインノックダウン化合物の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大岡伸通、永井克典、奥平桂一郎、柴田識人、服部隆行、長展生、内藤幹彦
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-25
• [学会発表] プロテインノックダウン法を利用したアンドロゲン受容体蛋白質分解誘導剤の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 柴田識人、大岡伸通、服部隆行、永井克典、伊東昌宏、奈良洋、長展生、内藤幹彦
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-25
• [学会発表] ユビキチンープロテアソーム系を介したHisタグタンパク質分解誘導分子の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 沖津航陽，服部隆行，出水庸介，三澤隆史，正田卓司，内藤幹彦，栗原正明
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-25
• [学会発表] IAPアンタゴニストLCL161誘導体を導入したSNIPERによる効果的なプロテインノックダウン (2017)
  • 著者名/発表者名: 大岡伸通、奥平桂一郎、伊東昌宏、永井克典、柴田識人、服部隆行、宇治川治、下川賢一郎、佐野修、小山亮吉、今枝泰宏、奈良洋、長展生、内藤幹彦
  • 学会等名: 第21回日本がん分子標的治療学会学術集会
• [学会発表] Targeting the allosteric site of oncogenic BCR-ABL protein as an alternative strategy for effective protein degradation (2017)
  • 著者名/発表者名: Norihito Shibata, Kenichiro Shimokawa, Tomoya Sameshima, Naoki Miyamoto, Osamu Ujikawa, Hiroshi Nara, Nobumichi Ohoka, Takayuki Hattori, Nobuo Cho, Mikihiko Naito
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 芳香族炭化水素受容体ユビキチンリガーゼをリクルートする新しいプロテインノックダウン化合物の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大岡伸通、柴田識人、服部隆行、内藤幹彦
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 低コピーEGFR L858R変異アレルを有する細胞の作製とEGFR阻害剤感受性の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 築茂由則、鈴木孝昌、内藤幹彦
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Degradation of oncogenic proteins by SNIPER compounds. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mikihiko Naito, Nobumichi Ohoka, Norihito Shibata, Takayuki Hattori
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] NCCオンコパネルの90遺伝子を網羅する変異細胞株パネルの作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木孝昌、築茂由則、内藤幹彦、小原有弘
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Development of protein degradation inducers of oncogenic BCR-ABL protein by conjugation of ABL kinase inhibitors and IAP ligands (2017)
  • 著者名/発表者名: Norihito Shibata, Naoki Miyamoto, Katsunori Nagai, Kenichiro Shimokawa, Tomoya Sameshima, Nobumichi Ohoka, Takayuki Hattori, Yasuhiro Imaeda, Hiroshi Nara, Nobuo Cho, Mikihiko Naito
  • 学会等名: 日本薬学会第138年会
• [学会発表] In vivo protein knockdown by chimeric small-compound SNIPERs. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nobumichi Ohoka, Yoko Morita, Katsunori Nagai, Kenichiro Shimokawa, Osamu Ujikawa, Ikuo Fujimori, Masahiro Ito, Youji Hayase, Keiichiro Okuhira, Norihito Shibata, Takayuki Hattori, Tomoya Samejima, Osamu Sano, Ryokichi Koyama, Yasuhiro Imaeda, Hiroshi Nara, Nobuo Cho, Mikihiko Naito
  • 学会等名: 日本薬学会第138年会
• [学会発表] IAPを利用したプロテインノックダウン法の開発とがん原性タンパク質の分解 (2017)
  • 著者名/発表者名: 内藤幹彦、大岡伸通、柴田識人、服部隆行
  • 学会等名: 日本薬学会第138年会
  • 招待講演
• [学会発表] Protein knockdown by SNIPER compounds recruiting IAP ubiquitin ligases (2017)
  • 著者名/発表者名: Mikihiko Naito
  • 学会等名: 2017 Chinese Medicinal Chemistry Symposium, CPA-EFMC International Symposium on Medicinal Chemistry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Degradation of target proteins by SNIPER compounds recruiting IAP ubiquitin ligases (2017)
  • 著者名/発表者名: Mikihiko Naito, Nobumichi Ohoka, Norihito Shibata, Takayuki Hattori
  • 学会等名: EMBO conference Ubiquitin and SUMO
  • 国際学会
• [学会発表] In vivo protein knockdown by SNIPER recruiting IAP ubiquitin ligases (2016)
  • 著者名/発表者名: Mikihiko Naito
  • 学会等名: The 21th 国際化学療法シンポジウム
  • 発表場所: 日本科学未来館（東京）
  • 年月日: 2016-12-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of hybrid small molecules that induce degradation of oncogenic BCR-ABL (2016)
  • 著者名/発表者名: Norihito Shibata, Nobumichi Ohoka, Takayuki Hattori, Mikihiko Naito
  • 学会等名: 第75回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜国際会議場（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-10-06
• [学会発表] 低分子化合物SNIPERによるin vivoプロテインノックダウンと抗腫瘍活性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大岡伸通、奥平桂一郎、永井克典、伊東昌宏、柴田識人、服部隆行、宇治川治、佐野修、小山亮吉、今枝泰宏、奈良洋、長展生、内藤幹彦
  • 学会等名: 第75回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜国際会議場（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-10-06
• [学会発表] 低分子化合物SNIPERによるin vivoプロテインノックダウン (2016)
  • 著者名/発表者名: 大岡伸通、奥平桂一郎、柴田識人、服部隆行、内藤幹彦
  • 学会等名: 第20回日本がん分子標的治療学会学術集会
  • 発表場所: 別府コンベンションセンター（大分県別府市）
  • 年月日: 2016-05-30
• [学会発表] エストロゲン受容体分解誘導剤の分子デザイン (2016)
  • 著者名/発表者名: 正田卓司，奥平桂一郎，内藤幹彦，栗原正明
  • 学会等名: 第20回日本がん分子標的治療学会学術集会
  • 発表場所: 別府コンベンションセンター（大分県別府市）
  • 年月日: 2016-05-30
• [備考] 国立医薬品食品衛生研究所遺伝子医薬部 研究概要
  • URL: http://www.nihs.go.jp/mtgt/research.html