ビーズテクノロジーによる標的探索と生物学的評価

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: 天然物ケミカルバイオロジー：分子標的と活性制御
• 研究課題/領域番号: 23102002
• 研究機関: 東京医科大学
• 研究代表者: 半田 宏 東京医科大学, 医学部, 教授 (80107432)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 天然物リガンド / 分散性磁性ビーズ / 固定化 / アフィニティ精製 / 標的タンパク質 / 質量分析 / 生体内作用機構

研究実績の概要

タンパク質ライブラリーから目的タンパク質を単一工程で単離･純化する半田ビ－ズ技術により、生物活性を持つ天然物リガンドとの特異的結合タンパク質を単離･同定し、その中からリガンドの活性に関わるターゲットを決める一般的なスキーム(1)~(5)を確立し、そのシステムの有効性を検証する。(1)半田ビーズへ天然物リガンドの固定化技術、(2)タンパク質ライブラリー調整法、(3)アフィニティ精製による結合タンパク質の単離･同定技術、(4)結合タンパク質からターゲット同定技術、(5)ターゲット関連ネットワークの解析法、を確立し、本研究班の発展に貢献すると共に、本システムによる具体的成果を挙げる。成果として、①グルタミン合成酵素が細胞内のグルタミン濃度を維持するメカニズムを解明した。グルタミンが高濃度になると11番と14番のリジンがアセチル化され、分解シグナルの「デグロン」構造を呈し、CRBN E3ユビキチンリガ－ゼと結合し、Ub化･分解されることを明らかにした（Mol. Cell, 2016）。②Progestrone receptor membrane component 1はヘムと結合し、ヘムを介して2量体化するとEGFRやCYP450と相互作用し、がん細胞の増殖シグナルや異物代謝を亢進することを示した。COはヘムの疎水界面に入り込み、PGRMC1の2量体化を阻害し、増殖シグナルなどを抑制することを示した（Nat. Commun., 2016）。③サリドマイド/ターゲットのヒトセレブロン（CRBN）/会合因子のDamage-specific DNA-binding protein 1複合体のX線結晶構造を解明し、サリドマイドがCRBNのC末端と結合し、光学異体S体がR体より安定により強く結合することを示した（Nat. Struct. Mol. Biol., 2014）。

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] Glutamine triggers acetylation-dependent degradation of glutamine synthetase via the thalidomide receptor cereblon. (2016)
  • 著者名/発表者名: Thang Van Nguyen, J. Eugene Lee1, Michael J. Sweredoski, Seung-Joo Yang, Seung-Je Jeon, Joseph S. Harrison, Jung-Hyuk Yim, Sang Ghil Lee, Handa H., Brian Kuhlman, Ji-Seon Jeong, Justin M. Reitsma, Chul-Seung Park, Sonja Hess, and Raymond J. Deshaies
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 61,6 ページ: 809-820
  • DOI: 10.1016/j.molcell.2016.02.032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chemical Proteomics Reveals Ferrochelatase as a Common Off-target of Kinase Inhibitors. (2016)
  • 著者名/発表者名: Klaeger, S., Gohlke, B., Perrin, J., Gupta, V., Heinzlmeir, S., Helm, D., Qiao, H., Bergamini, G., Handa, H., Savitski, M, M., Bantscheff, M., Medard, G., Preissner, R. and Kuster, B.
  • 雑誌名: ACS Chem.Biol. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1021/acshembio.5b01063
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Haem-dependent dimerization of PGRMC1/sigma-2 receptor facilitates cancer proliferation and chemoresistance. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kabe, Y., Nakane, T., Koike, I., Yamamoto, T., Sugiura, Y., Harada, E., Sugase, K., Shimamura, T., Ohmura, M., Muraoka, K., Yamamoto, A., Uchida, T., Iwata, S., Yamaguchi,Y., Krayukhina, E., Noda, M., Handa, H., Ishimori, K., Uchiyama, S., Kobayashi, T. and Suematsu, M.
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 7 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1038/ncomms11030
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Macrolides sensitize EGFR-TKI-induced non-apoptotic cell death via blocking autophagy flux in pancreatic cancer cell lines. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mukai, S., Moriya, S., Hiramoto, M., Kazama, H., Kokuba, H., Sunazuka, T., Omura, S., Handa, H., Itoi, T. and Miyazawa, K.
  • 雑誌名: Int. J. Oncol. 巻: 48 ページ: 45-54
  • DOI: 10.3892/ijo.2015.3237
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CTCF regulates NELF, DSIF and P-TEFb recruitment during transcription. (2015)
  • 著者名/発表者名: Laitem, C., Zaborowska, J., Tellier, M., Yamaguchi, Y., Qingfu, C., Egloff, S., Handa, H. and Murphy, S.
  • 雑誌名: Transcription 巻: 6 ページ: 79-90
  • DOI: 10.1080/21541264.2015.1095269
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of the Human Transcription Elongation Factor Rtf1: Evidence for Non-overlapping Functions of Rtf1 and the Paf1 Complex. (2015)
  • 著者名/発表者名: Cao, Q. F., C., Yamamoto, J., Isobe, T., Tateno, S., Murase, Y., Chen, Y., Handa, H. and Yamaguchi, Y.
  • 雑誌名: Mol Cell. Biol. 巻: 35 ページ: 3459-3470
  • DOI: 10.1128/MCB.00601-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Another action of a thalidomide derivative. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito, T. and Handa, H.
  • 雑誌名: Nature(News & Views) 巻: 523 ページ: 167-168
  • DOI: 10.1038/nature14628
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Cereblon (CRBN), the common target of multiple pharmacological actions of thalidomide and its derivatives (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Handa
  • 学会等名: UCLA CTSI Seminar Series
  • 発表場所: UCLA David Geffen School of Medicine
  • 年月日: 2016-03-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] セレブロン～IMiDsのターゲット～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 学会等名: 第10回臨床骨髄腫研究会
  • 発表場所: メルキュールホテル札幌
  • 年月日: 2016-02-04
  • 招待講演
• [学会発表] サリドマイド標的因子セレブロン同定から新たな多発性骨髄腫治療薬の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 学会等名: 文部科学省 私立大学戦略的研究基盤形成支援事業 第一回進捗状況報告会
  • 発表場所: 東京医科大学 第二看護棟
  • 年月日: 2016-01-27
• [学会発表] 抗体標識蛍光磁気ビーズによる転移がん迅速診断システムの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂本聡、半田宏
  • 学会等名: AMDAプロジェクト キックオフミーティング
  • 発表場所: 東京大学 （農学部フードサイエンス棟中島董一郎記念ホール）
  • 年月日: 2016-01-07
• [学会発表] Elucidation of the molecular mechanisms of action of bioactive natural products using high performance affinity beads (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sakamoto, Yuki Yamaguchi, Takumi Ito, Hiroshi Handa
  • 学会等名: PACIFICHEM2015（新学術国際シンポジウム）
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] Bio chemical analyses of CRBN, the target protein for immunomodulatory drugs(IMiDs). (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sakamoto, Takumi Ito, Yuki Yamaguchi, Hideki Ando, Hiroshi Handa
  • 学会等名: PACIFICHEM2015（新学術国際シンポジウム）
  • 発表場所: Hilton Hawaiian Village (Mid-Pacific Center) Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] Cereblon(CRBN), the common target of multiple pharmacological actions of thaildomide and its derivatives. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Handa
  • 学会等名: New developments of zebrafish research
  • 発表場所: National Institute of Genetics
  • 年月日: 2015-11-24
  • 国際学会
• [学会発表] セレブロン～IMiDsのターゲット～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 学会等名: 第6回Bay area hematology congress
  • 発表場所: ヨコハマグランドインターコンチネンタルホテル
  • 年月日: 2015-11-16
  • 招待講演
• [学会発表] セレブロン～IMiDsのターゲット～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 学会等名: Okayama IMiDs Conference
  • 発表場所: ホテルグランヴィア岡山
  • 年月日: 2015-11-06
  • 招待講演
• [学会発表] Discovery of a target of immunomodulatory drugs(IMiDs)免疫調整薬（IMiDs）のターゲットの発見 (2015)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 学会等名: 第77回日本血液学会学術集会シンポジウム6「多発性骨髄腫の新規治療薬の感受性あるいは耐性を決定する機序、因子」
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
  • 年月日: 2015-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] サリドマイド催奇性のターゲットから創薬へ (2015)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 学会等名: CSJ科学フェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2015-10-15
• [学会発表] セレブロン～IMiDsのターゲット～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 学会等名: 香川血液疾患フォーラム～Pomalidomide発売記念講演会～
  • 発表場所: ロイヤルパークホテル高松
  • 年月日: 2015-09-04
  • 招待講演
• [学会発表] IMiDsの多彩な薬理作用～標的分子探索研究の進歩～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 学会等名: Fukuoka IMiDs Forum
  • 発表場所: ヒルトン福岡シーホーク
  • 年月日: 2015-08-18
• [学会発表] IMiDsの多彩な薬理作用～標的分子探索研究の進歩～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 学会等名: Tokyo 3M Forum 2015
  • 発表場所: 東京ドームホテル
  • 年月日: 2015-07-08
  • 招待講演
• [学会発表] Basic aspects concerning the mechanisms of actions of immunomodulatory drugs(IMiDs)in multiple myeloma (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Handa
  • 学会等名: The 20th Congress of EHA-JSH Joint Symposium(Multiple Myeloma)
  • 発表場所: Messezentrum Vienna:Wien
  • 年月日: 2015-06-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 分子標的探索と生物学的評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 半田宏、坂本聡
  • 学会等名: 新学術領域研究「天然物ケミカルバイオロジー～分子標的と活性制御～」第８回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-06-08 – 2015-06-09
• [学会発表] IMiDsの多彩な薬理作用～標的分子探索研究の進歩～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 学会等名: 最新医学セミナー
  • 発表場所: 宮崎大学医学部
  • 年月日: 2015-04-28
  • 招待講演
• [学会発表] サイエンスと知財 (2015)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 学会等名: 第一回知的財産プロデューサー等連絡会議講演会
  • 発表場所: 共同通信会館
  • 年月日: 2015-04-07
  • 招待講演
• [図書] 医学のあゆみ「ユビキチン系の破綻と疾患」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤拓水、半田宏
  • 総ページ数: 930(891-895)
  • 出版者: 医歯薬出版（株）
• [図書] 磁気便覧 (2016)
  • 著者名/発表者名: 畠山士、半田宏
  • 総ページ数: 904(448-449, 449-450, 452-453)
  • 出版者: 丸善出版（株）
• [図書] 東京医科大学大学雑誌 (2015)
  • 著者名/発表者名: 半田宏
  • 総ページ数: 320(219-220)
  • 出版者: 東京医科大学医学会
• [備考] 東京医科大学ナノ粒子先端医学応用講座ホームページ
  • URL: http://www.tokyo-med.ac.jp/nanoparticle/
• [産業財産権] 免疫賦活化剤およびその製造方法 (2015)
  • 発明者名: 半田宏、川野雅章、加藤昌彦
  • 権利者名: 半田宏、埼玉医科大学、シスメックス(株)
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-255012
  • 出願年月日: 2015-12-25
• [産業財産権] 免疫誘導剤およびその製造方法 (2015)
  • 発明者名: 半田宏、川野雅章、加藤昌彦
  • 権利者名: 半田宏、埼玉医科大学、シスメックス(株)
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-234206
  • 出願年月日: 2015-11-30