ゲノム認識エピジェネティック変更化合物の開発

• 研究領域: 生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御
• 研究課題/領域番号: 26112517
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 千葉県がんセンター（研究所）
• 研究代表者: 永瀬 浩喜 千葉県がんセンター(研究所), がん遺伝創薬研究室, 研究所長 (90322073)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤 / エピゲノム変更 / DNA配列認識化合物 / ピロールイミダゾールポリアミド / ヒストンアセチル化酵素活性化剤 / リプログラミング / 多能性幹細胞誘導 / エピジェネティクス / エピゲノム / 化学バイオプローブ / ヒストン脱アセチル化阻害剤

研究実績の概要

本研究課題では、領域研究者の希望するゲノム領域に本技術による配列特異的な転写阻害剤PIP やエピゲノム変更薬PIP-SAHA、PIP-CBI等をデザイン・合成し供給していくことおよび他のヒストン修飾阻害剤とのコンジュゲートを合成し、新たな標的領域特異的なエピゲノム変更技術を確立することを目的とした。このことで、領域研究者による生殖細胞のエピゲノムの乱れの機能解析に役立て、エピゲノムを正常化する薬剤候補を開発・提供できるよう研究を進めた。
具体的にはDNA結合化合物（PIP）によるヒストン脱アセチル化酵素阻害剤（SAHA）を生殖細胞、幹細胞に送達させることの確認および作成したPIP-SAHAライブラリーによりヒト繊維芽細胞への化合物の効果を確認し、それぞれの化合物が誘導する遺伝子発現の変化を確認した。特に多能性幹細胞様の発現パターンをヒト皮膚繊維芽細胞で導く化合物E、F、H、Iについてその発現誘導とPIPのゲノム結合領域の予測による作用機序の解明を試み、幹細胞誘導因子と関連する遺伝子ネットワークの活性化を確認した。またPIP化合物が、マウス精巣細胞及び卵巣細胞内に送達されることも確認した。今後、生殖エピゲノムを化合物により変更する技術を開発し、学術領域の発展に貢献できれば幸いである。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Genetic alterations in Japanese extrahepatic biliary tract cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Noguchi R, Yamaguchi K, Ikenoue T, Terakado Y, Ohta Y, Yamashita N, Kainuma O, Yokoi S, Maru Y, Nagase H, Furukawa Y.
  • 雑誌名: Oncology Letters 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeting Oct1 genomic function inhibits androgen receptor signaling and castration-resistant prostate cancer growth (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Obinata D, Takayama K, Urano T, Suzuki T, Takahashi S, Fujimura T, Homma Y, Fujiwara K, Fukuda N, Nagase H, Aburatani H, and Tsutsumi S.
  • 雑誌名: Oncogene 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Targeting of the KRAS Codon 12 Mutation Sequence by Pyrrole–Imidazole Polyamide seco-CBI Conjugates. (2015)
  • 著者名/発表者名: Taylor RD, Chandran A, Kashiwazaki G, Hashiya K, Bando T, Nagase H and Sugiyama H.
  • 雑誌名: Chemistry. 巻: 21 号: 42 ページ: 14996-5003
  • DOI: 10.1002/chem.201501870
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The oncogenic role of GASC1 in chemically induced mouse skin cancer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ozaki Y, Fujiwara K, Ikeda M, Ozaki T, Terui T, Soma M, Inazawa J, Nagase H.
  • 雑誌名: Mammalian Genome 巻: 26 ページ: 591-597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silencing of RUNX2 enhances gemcitabine sensitivity of p53-deficient human pancreatic cancer AsPC-1 cells through the stimulation of TAp63-mediated cell death. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto H, Nakamura M, Yoda H, Hiraoka K, Shinohara K, Sang M, Fujiwara K, Shimozato O, Nagase H, Ozaki T.
  • 雑誌名: Cell Death Discovery 巻: 6 号: 10 ページ: e1914-e1914
  • DOI: 10.1038/cddis.2015.242
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Preclinical Study of Novel Gene Silencer Pyrrole-Imidazole Polyamide Targeting Human TGF-β1 Promoter for Hypertrophic Scars in a Common Marmoset Primate Model. (2015)
  • 著者名/発表者名: Igarashi J, Fukuda N, Inoue T, Nakai S, Saito K, Fujiwara K, Matsuda H, Ueno T, Matsumoto Y, Watanabe T, Nagase H, Bando T Sugiyama H Itoh T Soma M.
  • 雑誌名: PlosOne. 巻: 10(5) 号: 5 ページ: e0125295-e0125295
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0125295
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pyrrole-Imidazole (PI) polyamide-mediated silencing of KCNQ1OT1 expression induces cell death in Wilms tumor cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshizawa S, Fujiwara K, Sugito K, Uekusa S, Kawashima H, Hoshi R, Watanabe Y, Hirano T, Furuya T, Masuko T, Ueno T, Fukuda N, Soma M, Ozaki T, Koshinaga T, Nagase H.
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 巻: 47(1) 号: 1 ページ: 115-121
  • DOI: 10.3892/ijo.2015.3018
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Runt-related transcription factor 2 (RUNX2) attenuates the transcriptional activity as well as DNA damage-mediated induction of pro-apoptotic TAp73 to regulate chemo-sensitivity (2015)
  • 著者名/発表者名: Ozaki T, Sugimoto H, Nakamura M, Hiraoka K, Yoda H, Sang M, Fujiwara K, Nagase H.
  • 雑誌名: FEBS Journal 巻: 82 号: 1 ページ: 114-28
  • DOI: 10.1111/febs.13108
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of a novel E-box binding PI polyamide inhibiting MYC-driven cell-proliferation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mishra R, Watanabe T, Kimura M, Koshikawa N, Ikeda M, Uekusa S, Kawashima H, Wang X, Igarashi J, Choudhury D, Grandori C, Kemp C, Ohira M, Verma N, Kobayashi Y, Takeuchi J, Koshinaga T, Nemoto N, Fukuda N, Soma M, Kusafuka T, Fujiwara K, Nagase H.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 106(4) 号: 4 ページ: 421-429
  • DOI: 10.1111/cas.12610
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inhibition of KRAS codon 12 mutants using a novel DNA-alkylating pyrrole-imidazole polyamide conjugate. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka K, Inoue T, Taylor RD, Watanabe T, Koshikawa N, Yoda H, Shinohara K, Takatori A, Sugimoto H, Maru Y, Denda T, Fujiwara K, Balmain A, Ozaki T, Bando T, Sugiyama H, Nagase H.
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 6 号: 1 ページ: 6706-6706
  • DOI: 10.1038/ncomms7706
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inhibition of malignant phenotypes of human osteosarcoma cells by a gene silencer, a pyrrole-imidazole polyamide, which targets E-box. (2014)
  • 著者名/発表者名: 134. Taniguchi M, Nakai Y, Ozaki T, Koshikawa N, Kojima T, Kataba M, Oguni A, Matsuda H, Yoshida Y, Tokuhashi Y, Fukuda N, Ueno T, Soma T, Nagase H.
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 4 号: 1 ページ: 328-334
  • DOI: 10.1016/j.fob.2014.03.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel gene regulator, pyrrole-imidazole polyamide targeting ABCA1 gene increases cholesterol efflux from macrophages and plasma HDL concentration (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsunemi A, Ueno T, Fukuda N, Watanabe T, Tahira K, Haketa A, Hatanaka Y, Tanaka S, Matsumoto T, Matsumoto Y, Nagase H, Soma M
  • 雑誌名: Journal of Molecular Medicine 巻: 92 号: 5 ページ: 509-521
  • DOI: 10.1007/s00109-013-1118-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of Human Osteosarcoma Cell Migration and Invasion by a Gene Silencer, Pyrrole–Imidazole Polyamide, Targeted at the Human MMP9 NF-κB Binding Site (2014)
  • 著者名/発表者名: Kojima T, Wang X, Fujiwara K, Osakaa S, Yoshida Y, Osaka E, Taniguchi M, Ueno T, Fukuda N, Soma M, Tokuhashi Y and Nagase H.
  • 雑誌名: Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ＆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ 巻: 37 号: 9 ページ: 1460-1465
  • DOI: 10.1248/bpb.b14-00147
  • NAID: 130004684785
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of Frequent Differentially Methylated Region in Sporadic Bladder Cancers. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa R, Fujiwara K, Obinata D, Kawashima H, Shinojima Y, Igarashi J, Wang X, Ghosh S, Nagase H, Takahashi S.
  • 雑誌名: Urol Int. 巻: 94(4) 号: 4 ページ: 479-484
  • DOI: 10.1159/000365197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pyrrole-imidazole polyamide targeted to break fusion sites in TMPRSS2 and ERG gene fusion represses prostate tumor growth (2014)
  • 著者名/発表者名: Obinata D, Ito Akiko, Fujiwara K, Takayama K, Ashikari D, Murata Y, Yamaguchi K, Urano T, Fujimura T, Fukuda N, Soma M, Watanabe T, Nagase H, Inoue S, Takahashi S
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 105 号: 10 ページ: 1272-1278
  • DOI: 10.1111/cas.12493
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide screening of aberrant DNA methylation which associated with gene expression in mouse skin cancers (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara K, Ghosh S, Liang P, Morien E, Soma M, Nagase H
  • 雑誌名: Molecular Carcinogenesis 巻: e-pub 号: 3 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1002/mc.22085
  • 査読あり
• [学会発表] Chemical genomics approaches to modify biological processes and pathological state (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Nagase
  • 学会等名: 横浜港湾記念会館
  • 発表場所: 横浜港湾記念会館
  • 年月日: 2015-11-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Inhibition of KRAS mutant colon cancer using a novel DNA-alkylating Pyrrole-Imidazole polyamide conjugate targeting KRAS Codon12 Mutant DNA (2015)
  • 著者名/発表者名: ・Hiroki Nagase, Kiriko Hiraoka, Takahiro Inoue, Takayoshi Watanabe, Ken-Ichi Shinohara, Nobuko Koshikawa, Ozaki Toshinori.
  • 学会等名: 3rd International Conference of Federation of Asian Clinical Oncology(FACO)
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2015-10-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Tumor accumulation of a novel alkylating pyrrole-imidazole polyamide (KR12) targeting KRAS codon 12 mutations in murine xenograft models of human colon cancer (2015)
  • 著者名/発表者名: ・Takahiro Inoue, Kiriko Hiraoka, Yusei Suzuki, Hiroyuki Yoda, Takayoshi Watanabe, Atsushi Takatori, Nobuko Koshikawa, Toshinori Ozaki, Hiroki Nagase.
  • 学会等名: AACR American Association for Cancer Research ANUAL MEETING 2015 ミニシンポジウム“Exploiting the MAPK pathway in cancer”
  • 発表場所: フィラデルフィア 米国
  • 年月日: 2015-04-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A novel alkylating pyrrole-imidazole polyamide, KR12, specifically recognizes mutant KRAS genes and potently induces cell death (2015)
  • 著者名/発表者名: ・Kiriko Hiraoka, Takahiro Inoue, Hiroyuki Yoda, Atsushi Takatori, Takayoshi Watanabe, Nobuko Koshikawa, Toshinori Ozaki, Hiroki Nagase.
  • 学会等名: AACR American Association for Cancer Research ANUAL MEETING 2015 ミニシンポジウム“Exploiting the MAPK pathway in cancer”
  • 発表場所: フィラデルフィア 米国
  • 年月日: 2015-04-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Targeting specific DNA sequences by N-methylpyrrole and N-methylimidazole polyamides provides insights for the development of novel diagnostic and therapeutic drugs. (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Takatori, Hiroyuki Yoda, Kiriko Hiraoka, Ken ichi Shinohara, Takayoshi Watanabe, Nobuko Koshikawa, and Hiroki Nagase.
  • 学会等名: The 28th International Mammalian Genome Conference.
  • 発表場所: Bar Harbor, USA
  • 年月日: 2014-10-26 – 2014-10-29
• [学会発表] ZEB1/E-cadherin 転写制御を標的とした新規ピロールイミダゾールポリアミドの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 養田裕行、高取敦志、渡部隆義、篠原憲一、井上貴博、平岡桐子、越川信子、尾崎俊文、永瀬浩喜
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] MMP-9を標的とした脂肪族/芳香族アミノ酸ペアを有するPIポリアミドによる遺伝子抑制 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡部隆義、越川信子、尾崎俊文、板東俊和、杉山弘、永瀬浩喜
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Precision Medicineを目指したオンコジェニックドライバーを標的とした治療 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永瀬浩喜、平岡桐子、井上隆博、渡部隆義、越川信子、尾崎俊文
  • 学会等名: 第23回癌病態治療研究会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2014-06-12 – 2014-06-13
• [図書] 「がんのエピジェネティクス研究の進歩」臨床免疫・アレルギー科，65（4）：345 - 350 (2016)
  • 著者名/発表者名: 永瀬浩喜
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 化学評論社
• [備考] 千葉県がんセンター研究所がん遺伝創薬研究室
  • URL: http://www.pref.chiba.lg.jp/gan/kenkyujo/soshiki/iden/index.html
• [産業財産権] ピロールイミダゾール含有ポリアミドを用いた標的二本鎖核酸分子の濃縮方法およびキット (2015)
  • 発明者名: 永瀬 浩喜、塚本 圭、北野 史朗
  • 権利者名: 永瀬 浩喜、塚本 圭、北野 史朗
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-10-08