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2017 年度 実績報告書

がんの酸化ストレス耐性解除による合成致死戦略を基盤とする選択的がん治療薬の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16H05102
研究機関岐阜薬科大学

研究代表者

永澤 秀子  岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (90207994)

研究分担者 平山 祐  岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (10600207)
辻 美恵子  岐阜薬科大学, 薬学部, 助教 (40709721)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード酸化ストレス耐性解除 / エネルギー代謝 / がん / 微小環境 / 合成致死 / 鉄代謝
研究実績の概要

1) ビグアニド系化合物の構造展開で得られた強力な低栄養選択的毒性化合物の作用機構の解析を行った。結果、これらの化合物はグルコース欠乏環境で、ミトコンドリア呼吸から解糖系呼吸にシフトすることで、エネルギー枯渇に導く。さらにERストレス応答阻害によりc-Mycの発現を急速にダウンレギュレートし、アポトーシスを誘導することを明らかにした。2) 酸化ストレス応答修飾作用物質のスクリーニングとして、独自の二価鉄蛍光プローブを用いて、HepG2細胞における触媒活性鉄の増加や減少を指標とした化合物ライブラリースクリーニングを実施し、細胞の酸化ストレスを誘導または抑制する可能性があるリード化合物を絞り込んだ。さらに、各種細胞小器官の二価鉄を同時にマルチ蛍光カラーイメージングする手法を確立し、フェロトーシス誘導剤(erastin, sulfasalazine(SSZ) など)処理における二価鉄蛍光イメージングを行った結果、細胞死に先んじてリソソーム、ERにおいて二価鉄が上昇し、これは細胞内鉄プール由来であることが明らかになった。本法は新たなフェロトーシス検出方法として有効と考えられる。3) 子宮頸癌手術検体の分析により、CD44v及びシスチントランスポーターサブユニットのxCTの発現が予後や治療抵抗性と関連することを明らかにした。そこで、 HeLa(CD44v-)及びCaSki(CD44v+)細胞に、erastin及びxCT阻害剤のSSZを単独または併用処理し、細胞毒性を調べたところ、CaSki細胞はerastin抵抗性だが、SSZの併用によりフェロトーシス誘導が増強された。これは高濃度の細胞内GSHをSSZによって抑制し、ROS生成が増強されるためであることを明らかにした。以上により、CD44v陽性の治療抵抗性子宮頸癌において、フェロトーシス誘導治療が有効であることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

新規化合物の構造展開およびライブラリスクリーニングにより、酸化ストレス耐性解除または酸化ストレス増強活性を有する種々の化合物を得ることができた。臨床検体の解析で、酸化ストレス耐性ががんの予後不良と相関することを見出した。この結果は、本研究の目指す、酸化ストレス解除による治療法の有効性を指示するものである。以上により順調に成果が得られたと考えられる。

今後の研究の推進方策

子宮頸がんの予後不良因子として酸化ストレス耐性因子が関与していることを明らかにしたことから、我々のスクリーニング戦略ががん微小環境における酸化ストレス耐性を解除しうる化合物の獲得に有効であることが示唆されたことから、得られた化合物の構造最適化、標的タンパク質の同定、in vivo評価へと展開する。さらに、エネルギー代謝再構築に関与する新規候補物質につについても標的タンパク質の同定、in vivo評価を目指す。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Fe(II) Ion Release during Endocytotic Uptake of Iron Visualized by a Membrane-Anchoring Fe(II) Fluorescent Probe2018

    • 著者名/発表者名
      Niwa Masato、Hirayama Tasuku、Oomoto Ikumi、Wang Dan Ohtan、Nagasawa Hideko
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1021/acschembio.7b00939

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dietary iron restriction alleviates renal tubulointerstitial injury induced by protein overload in mice.2017

    • 著者名/発表者名
      156.Ikeda, Y., Horinouchi, Y., Hamano, H., Hirayama, T., Kishi, S., Izawa-Ishizawa, Y., Imanishi, M., Zamami, Y., Takechi, K., Miyamoto L., Ishizaki, K., Aihara, K., Nagasawa, H., Tsuchiya, K., Tamaki, T.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 7 ページ: 10621

    • DOI

      10.1038/s41598-017-11089-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bismuth-rhodamine: a new red light-excitable photosensitizer.2017

    • 著者名/発表者名
      155.Hirayama T., Mukaimine A., Nishigaki K., Tsuboi H., Hirosawa S., Okuda K., Ebihara M., Nagasawa H.
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 46 ページ: 15991-15995

    • DOI

      10.1039/c7dt03194g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elucidating the rapid action of 2-(2-chlorophenyl)ethylbiguanide on HT-29 cells under a serum- and glucose-deprived condition.2017

    • 著者名/発表者名
      154.Oh-Hashi K., Matsumoto S., Sakai T., Nomura Y., Okuda K., Nagasawa H., Hirata Y.
    • 雑誌名

      Cell Biol. Toxicol.

      巻: - ページ: 1-12

    • DOI

      10.1007/s10565-017-9410-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of catalytic iron and oxidative stress in nitrofen-induced congenital diaphragmatic hernia and its amelioration by Saireito (TJ-114).2017

    • 著者名/発表者名
      Hirako, S., Tsuda, H., Ito, F., Okazaki, Y., Hirayama, T., Nagasawa, H., Nakano, T., Imai, K., Kotani, T,. F., Kikkawa, Toyokuni, S.
    • 雑誌名

      J. Clin. Biochem. Nutr.

      巻: 5 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3164/jcbn.17-17

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Thermal Plasma Induces a Stress Response in Mesothelioma Cells Resulting in Increased Endocytosis, Lysosome Biogenesis and Autophagy.2017

    • 著者名/発表者名
      Shi. L., Ito, F., Wang, Y., Okazaki, Y., Tanaka, H., Mizuno, M., Hori. M., Hirayama, T., Nagasawa, H., Richardson, Des R, Toyokuni, S.
    • 雑誌名

      Free Radic. Biol. Med.

      巻: 108 ページ: 904-917

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2017.04.368

    • 査読あり
  • [学会発表] 鉄制御分子の創出を目指した二価鉄イオン蛍光プローブによるハイスループットスクリーニング2018

    • 著者名/発表者名
      廣澤舟作、丹羽正人、平山 祐、永澤秀子
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
  • [学会発表] 生体内の鉄(II)イオン検出を指向した19F-MRIプローブ分子の開発2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木萌恵、平山 祐、柳沢大治郎、遠山育夫、永澤秀子
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
  • [学会発表] 遊離ヘムを選択的に検出可能なレシオ型蛍光プローブの開発2018

    • 著者名/発表者名
      丹羽正人、平山 祐、永澤秀子
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
  • [学会発表] フェノキシルラジカルの反応性に基づく鉄関連タンパク修飾剤の開発2018

    • 著者名/発表者名
      深谷忠徳、平山 祐、永澤秀子
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
  • [学会発表] フェロトーシス誘導に基づくがん治療と鉄動態解析に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      森美奈子、三木彩路、平山 祐、鈴木紀子
    • 学会等名
      酸化ストレス学会第6回東海支部会
  • [学会発表] Elucidation of a novel phenformin derivative on the glucose-deprived stress response in HT29 cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Shiori Matsumoto, Takayuki Sakai, Kensuke Okuda, Hideko Nagasawa, Yoko Hirata, Kentaro Oh-hashi
    • 学会等名
      第40回分子生物学会年会
  • [学会発表] Development of a membrane anchoring Fe(II) fluorescent probe2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Niwa, Tasuku Hirayama, Hideko Nagasawa
    • 学会等名
      The Second A3 Roundtable Meeting on Chemical Probe
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design and synthesis of new membrane permeable boron carriers for BNCT based on the pepducin technology2017

    • 著者名/発表者名
      Aoi Isono, Shinichiro Masunaga, Tasuku Hirayama, Mieko Tsuji, Hideko Nagasawa
    • 学会等名
      The 9th Young Researchers' BNCT Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] トリオスチンAの架橋構造に着目した構造展開と生物活性に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      小池晃太、海老原昌弘、平山 祐、辻 美恵子、永澤秀子
    • 学会等名
      第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] 光線力学療法への応用を目指した新規含ビスマス光増感剤Bi-Rhodamineの開発2017

    • 著者名/発表者名
      向峯あかり、平山 祐、口丸高弘、近藤科江、永澤秀子
    • 学会等名
      第15回がんとハイポキシア研究会
  • [学会発表] 低グルコース選択毒性を示す新規ビグアニド系抗腫瘍薬のエネルギー代謝に対する作用2017

    • 著者名/発表者名
      境 崇行、辻 美恵子、平山 祐、奥田健介、永澤秀子
    • 学会等名
      第15回がんとハイポキシア研究会
  • [学会発表] 細胞質中での拡散性を示す鉄(II)イオン蛍光プローブの開発とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      丹羽正人、平山 祐、永澤秀子
    • 学会等名
      第35回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • [学会発表] がん微小環境における低栄養ストレス応答を標的とするビグアニド誘導体の創薬研究2017

    • 著者名/発表者名
      境 崇行, 辻 美恵子, 平山 祐, 奥田健介, 永澤秀子
    • 学会等名
      第35回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • [学会発表] Pepducinを基盤とするホウ素捕捉療法のための膜透過性ホウ素キャリアの開発2017

    • 著者名/発表者名
      磯野 蒼、増永慎一郎、平山 祐、辻 美恵子、永澤秀子
    • 学会等名
      第35回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • [学会発表] Stractural modification and biological evaluation of quinomycin class cyclic depsipeptides to develop antitumor agents targeting the tumor microenvironment2017

    • 著者名/発表者名
      Hideko Nagasawa, Kota Koike, Kozo Hattori, Kensuke Okuda, Tasuku Hirayama
    • 学会等名
      26th French-Japanese Symposium on Medicinal & Fine Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] 二価鉄イオン蛍光プローブの構造最適化とハイスループットアッセイへの展開2017

    • 著者名/発表者名
      平山 祐、丹羽正人、廣澤舟作、永澤秀子
    • 学会等名
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] がん微小環境のエネルギー代謝を標的とするがん治療薬の開発2017

    • 著者名/発表者名
      境 崇行、平山 祐、辻 美恵子、永澤秀子
    • 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] 酸化ストレス・イメージング~がん細胞のストレス耐性評価に基づく新しい治療法の開発~2017

    • 著者名/発表者名
      永澤秀子
    • 学会等名
      第429回【医学研究の基礎を語り合う集い】シリーズ・神経機能研究の最前線 No. 54
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト結腸癌細胞株 HT29 におけるグルコース欠乏性ストレス応答に対する新規フェンホルミン誘導体の効果に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      松本詩織、入江菜央、境 崇行、奥田健介、永澤秀子、木内一壽、平田洋子、大橋憲太郎
    • 学会等名
      第81回日本生化学会中部支部例会、シンポジウム
  • [備考] 薬化学研究室

    • URL

      http://www.gifu-pu.ac.jp/lab/yakka/

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公開日: 2018-12-17  

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