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2017 年度 実施状況報告書

マクロファージのフェノタイプを制御する環状スルフィド化合物による新規ガン治療戦略

研究課題

研究課題/領域番号 16K09247
研究機関熊本大学

研究代表者

藤原 章雄  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 講師 (70452886)

研究分担者 哈 斯塔  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 研究員 (00644840)
白石 大偉輔  熊本大学, 医学部附属病院, 医員 (70769512)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードマクロファージ / 環状スルフィド化合物 / ガン
研究実績の概要

近年、マクロファージ(Mac)の活性化機構には、古典的活性化経路(M1)とオルタナティブ活性化経路(M2)が存在する。このMacの活性化の違いは様々な疾患の病態形成や消長と深く関連するため、ガンではMacの活性化状態をM2からM1に転換できればガンの予防や治療への応用できると考えられている。
本年度はMacの活性化状態をM2からM1に制御する天然化合物であるOnionin A(ONA)およびGarlicnin C(GNC)の類似化合物(環状スルフィド化合物)60種のin vitroならびにin vivoにおける効果を検討した。まず、Macにおけるin vitroの評価として、M2マーカーであるCD163の発現にならびにM1/M2サイトカインの分泌に対する作用を検討した。その結果、60種の化合物のうち5種の化合物(SL14, SL20, SL23 SL31, SL47)がCD163の発現をならびにIL-10(M2マーカー)の分泌を顕著に抑制し、IL-12(M1マーカー)の分泌を増加させた。また、これら化合物はMacとガン細胞との共培養実験においてもMacの活性化を制御することでガン細胞の増殖を抑制した。さらに、肉腫LM8移植モデルマウスを用いて評価した結果、SL23およびSL47投与群では有意に皮下腫瘍重量が減少し、腫瘍の肺転移も有意に抑制された。また、ONAに関しては、すでに肉腫細胞移植モデルならびに卵巣癌移植モデルにおける有効性は明らかにしていたため、本年度は卵巣癌移植モデルでの既存の抗腫瘍療法(抗PD-1抗体)との併用効果を検討した。その結果、併用群ではONA単独群や抗PD-1抗体単独群と比較して卵巣癌の進展を抑制し生存期間の延長も認められた。ゆえに、環状スルフィド化合物はMac活性化制御を介した間接的なメカニズムをもつ抗ガン剤として応用できる可能性が強く示唆された。

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

本年度の実験計画における大きな目標としては、Onionin A(ONA)およびGarlicnin C(GNC)の類似化合物(環状スルフィド化合物)60種のin vitroならびにin vivoにおける効果の検討とOnionin A(ONA)の既存の抗腫瘍療法(リツキシマブや抗PD-1抗体)との併用効果を評価することであった。本計画の進展度としては、60種の環状スルフィド化合物の中から、M2マーカーであるCD163の発現にならびにM1/M2サイトカインの分泌を指標として、5種の環状スルフィド化合物(SL14, SL20, SL23 SL31, SL47)が顕著なマクロファージ活性化制御作用(M2→M1)を有することが明らかとした。さらに、同定した5種の化合物を高肺転移株であるマウス肉腫LM8の移植モデルマウスに投与したところ、SL23およびSL47の2種の化合物に顕著な皮下腫瘍の進展および肺転移の抑制効果が認められた。本結果については、学術論文を執筆中であり報告予定である。また、卵巣癌移植モデルを用いたマウス実験にて、ONAと既存の抗腫瘍療法(抗PD-1抗体)との併用効果を検討したところ、ONAならびに抗PD-1抗体単独と比較して有意な腫瘍サイズの減少ならびに生存期間の延長が認められた。今後、環状スルフィド構造をもつONA類似化合物として、顕著な腫瘍増殖抑制効果が認められたSL23およびSL47よりもさらに効果の強い候補化合物を同定する目的で、SL23およびSL47の環状スルフィド構造を基本骨格とした新たな誘導体の合成および収集を行っている。ゆえに、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策としては、まずは候補化合物(SL23およびSL47)の腫瘍移植モデルマウスにおける既存の抗腫瘍療法(リツキシマブや抗PD-1抗体)との併用効果を検討する。具体的には、マウス骨肉腫およびマウス卵巣癌移植モデルマウスに候補化合物(SL23およびSL47)とリツキシマブや抗PD-1抗体を投与し、腫瘍の発育・転移ならびにマウスの生存率を比較する。また、環状スルフィド化合物であるSL23およびSL47をリード化合物とした新たな誘導体の合成ならびに収集を行い、それらの活性評価を繰り返し行う。具体的には、作成・収集した誘導体を用いてin vitroにおけるマクロファージ活性化制御作用を活性化マーカーの発現やサイトカインの分泌を指標に評価する。また、それら誘導体のマウス肉腫およびマウス卵巣癌移植モデルマウスでのin vivoでの評価も行う。そして、本実験で得られた構造活性相関を基に、新規の環状スルフィド構造体を合成・活性評価を行い、将来的にガン治療に応用可能なマクロファージ活性化制御化合物として特許取得を目指す。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額が生じた理由:候補化合物(SL23およびSL47)のヌードマウスを用いたヒト腫瘍移植モデルにおける既存の抗腫瘍療法(リツキシマブや抗PD-1抗体)との併用効果を検討する予定であった。しかしながら、候補化合物(SL23およびSL47)を絞り込むためのスクリニーング化合物60種の合成・収集ならびに、動物実験に使用するSL23およびSL47の必要量を調整するのに時間を要したため本年度は時間的にヌードマウスを用いた検討ができなかった。ゆえに、ヌードマウスを用いたヒト腫瘍移植モデルでのin vivo実験分が次年度使用額として生じた。

使用計画:すでに、必要量の候補化合物の準備・調製ができたため、候補化合物(SL23およびSL47)のヌードマウスを用いたヒト腫瘍移植モデルにおける既存の抗腫瘍療法(リツキシマブや抗PD-1抗体)との併用効果を検討する予定である。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Tanta University(Egypt)

    • 国名
      エジプト
    • 外国機関名
      Tanta University
  • [雑誌論文] Inhibition of Local Macrophage Growth Ameliorates Focal Inflammation and Suppresses Atherosclerosis2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada Sarie、Senokuchi Takafumi、Matsumura Takeshi、Morita Yutaro、Ishii Norio、Fukuda Kazuki、Murakami-Nishida Saiko、Nishida Shuhei、Kawasaki Shuji、Motoshima Hiroyuki、Furukawa Noboru、Komohara Yoshihiro、Fujiwara Yukio、Koga Tomoaki、Yamagata Kazuya、Takeya Motohiro、Araki Eiichi
    • 雑誌名

      Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology

      巻: 38 ページ: 994~1006

    • DOI

      10.1161/ATVBAHA.117.310320

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Natural compounds that regulate lymph node sinus macrophages: Inducing an anti-tumor effect by regulating macrophage activation.2018

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Y, Saito Y, Shiota T, Cheng P, Ikeda T, Ohnishi K, Takeya M, Komohara Y
    • 雑誌名

      Journal of Clinical and Experimental Hematopathology

      巻: 58 ページ: 17~23

    • DOI

      10.3960/jslrt.17032.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New cyclic sulfides extracted from Allium sativum: garlicnins P, J2, and Q2017

    • 著者名/発表者名
      Nohara Toshihiro、Ono Masateru、Nishioka Naho、Masuda Fuka、Fujiwara Yukio、Ikeda Tsuyoshi、Nakano Daisuke、Kinjo Junei
    • 雑誌名

      Journal of Natural Medicines

      巻: 72 ページ: 335~341

    • DOI

      10.1007/s11418-017-1151-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New cyclic sulfides, garlicnins I2, M, N, and O, from Allium sativum2017

    • 著者名/発表者名
      Nohara Toshihiro、Ono Masateru、Nishioka Naho、Masuda Fuka、Fujiwara Yukio、Ikeda Tsuyoshi、Nakano Daisuke、Kinjo Junei
    • 雑誌名

      Journal of Natural Medicines

      巻: 72 ページ: 326~331

    • DOI

      10.1007/s11418-017-1133-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of Single-Chain Fv Antibodies Specific for GA-Pyridine, an Advanced Glycation End-Product (AGE), with Reduced Inter-Domain Motion2017

    • 著者名/発表者名
      Fukuda N、Noi K、Weng L、Kobashigawa Y、Miyazaki H、Wakeyama Y、Takaki M、Nakahara Y、Tatsuno Y、Uchida-Kamekura M、Suwa Y、Sato T、Ichikawa-Tomikawa N、Nomizu M、Fujiwara Y、Ohsaka F、Saitoh T、Maenaka K、Kumeta H、Shinya S、Kojima C、Ogura T、Morioka H
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 22 ページ: 1695~1695

    • DOI

      10.3390/molecules22101695

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective depletion of cultured macrophages by magnetite nanoparticles modified with gelatin2017

    • 著者名/発表者名
      Komohara Yoshihiro、Kawauchi Ryuta、Makiyama Erika、Mikami Kazuki、Horlad Hasita、Fujiwara Yukio、Kida Tetsuya、Takeya Motohiro、Niidome Takuro
    • 雑誌名

      Experimental and Therapeutic Medicine

      巻: 14 ページ: 1640~1646

    • DOI

      10.3892/etm.2017.4640

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimum immunohistochemical procedures for analysis of macrophages in human and mouse formalin fixed paraffin-embedded tissue samples2017

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa T, Ohnishi K, Kosaki Y, Saito Y, Horlad H, Fujiwara Y, Takeya M, Komohara Y
    • 雑誌名

      Journal of Clinical and Experimental Hematopathology

      巻: 57 ページ: 31~36

    • DOI

      10.3960/jslrt.17017

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stat3 inhibitor abrogates the expression of PD-1 ligands on lymphoma cell lines2017

    • 著者名/発表者名
      Ma C, Horlad H, Pan C, Yano H, Ohnishi K, Fujiwara Y, Matsuoka M, Lee A, Niidome T, Yamanaka R, Takeya M, Komohara Y
    • 雑誌名

      Journal of Clinical and Experimental Hematopathology

      巻: 57 ページ: 25

    • DOI

      10.3960/jslrt.17006

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cell adhesion molecule-1 (CADM1) expressed on adult T-cell leukemia/lymphoma cells is not involved in the interaction with macrophages2017

    • 著者名/発表者名
      Komohara Y, Ma C, Yano H, Pan C, Horlad H, Saito Y, Ohnishi K, Fujiwara Y, Okuno Y, Nosaka K, Shimosaki S, Morishita K, Matsuoka M, Wakayama T, Takeya M
    • 雑誌名

      Journal of Clinical and Experimental Hematopathology

      巻: 57 ページ: 15~20

    • DOI

      10.3960/jslrt.17003

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The cell-cell interaction between tumor-associated macrophages and small cell lung cancer cells is involved in tumor progression via STAT3 activation2017

    • 著者名/発表者名
      Iriki Toyohisa、Ohnishi Koji、Fujiwara Yukio、Horlad Hasita、Saito Yoichi、Pan Cheng、Ikeda Koei、Mori Takeshi、Suzuki Makoto、Ichiyasu Hidenori、Kohrogi Hirotsugu、Takeya Motohiro、Komohara Yoshihiro
    • 雑誌名

      Lung Cancer

      巻: 106 ページ: 22~32

    • DOI

      10.1016/j.lungcan.2017.01.003

    • 査読あり
  • [学会発表] 腫瘍進展におけるマクロファージスカベンジャー受容体CD163の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      藤原章雄、白石大偉輔、潘 程、中川雄伸、宮川育子、竹屋元裕、菰原義弘
    • 学会等名
      日本薬学会 第138回年会
  • [学会発表] ヒトマクロファージをターゲットとした創薬研究2018

    • 著者名/発表者名
      藤原章雄、西東洋一、Horlad Hasita、菰原義弘
    • 学会等名
      第7回 超異分野学会
  • [学会発表] 悪性リンパ腫に対する脂質代謝阻害剤の有用性2017

    • 著者名/発表者名
      藤原章雄、Horlad Hasita、Pan Cheng、矢野浩夢、西東洋一、宮川育子、中川雄伸、竹屋元裕、菰原義弘
    • 学会等名
      2017年度 生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
  • [学会発表] 摩耗粉の形態がヒトマクロファージの活性化に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      藤原章雄
    • 学会等名
      第44回 日本臨床バイオメカニクス学会
    • 招待講演
  • [学会発表] AGEs 研究が現在の研究内容に及ぼした影響2017

    • 著者名/発表者名
      藤原章雄
    • 学会等名
      第27回 日本メイラード学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] The effect of AGP on tumor proliferation via macrophage activation2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Fujiwara, Chang Pan, Yoshihiro Komohara, Motohiro Takeya
    • 学会等名
      Cytokine2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Orosomucoidのマクロファージを介した間接的な腫瘍進展への関与2017

    • 著者名/発表者名
      藤原章雄、潘程、入來豊久、西東洋一、竹屋元裕、菰原義弘
    • 学会等名
      第76回 日本癌学会学術総会
  • [学会発表] コレステロール代謝を標的としたガンの新たな治療戦略2017

    • 著者名/発表者名
      藤原章雄、Hasita Horlad、Pan Cheng、矢野浩夢、宮川育子、中川雄伸、竹屋元裕、菰原義弘
    • 学会等名
      第5回 がんと代謝研究会
  • [学会発表] 炎症性マクロファージの新たなマーカー探索2017

    • 著者名/発表者名
      藤原章雄、菰原義弘、大西紘二、宮川育子、中川雄伸、竹屋元裕
    • 学会等名
      第70回 日本酸化ストレス学会学術集会
  • [学会発表] タマネギ成分のマクロファージ活性化制御を介した抗腫瘍作用と新たな抗ガン剤のリード化合物としての可能性2017

    • 著者名/発表者名
      藤原章雄、坪木純子、野原稔弘、中川雄伸、菰原義弘、竹屋元裕
    • 学会等名
      日本食品化学学会 第23回総会・学術大会
  • [学会発表] Onionin A, a sulfur-containing compound isolated from onions, impairs tumor progression by inhibiting the protumoral functions of macrophages2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Fujiwara, Junko Tsuboki, Hasita Horlad, Daisuke Shiraishi, Toshihiro Nohara, Yoshihiro Komohara, Motohiro Takeya
    • 学会等名
      Keystone Symposia, Mononuclear Phagocytes in Health, Immune Defense and Disease (D3)
    • 国際学会
  • [学会発表] GPはマクロファージを介して間接的に腫瘍の活性化に関与する2017

    • 著者名/発表者名
      藤原章雄、潘程、入來豊久、西東洋一、竹屋元裕、菰原義弘
    • 学会等名
      第106回 日本病理学会総会
  • [備考] 熊本大学大学院生命科学研究部細胞病理学分野ホームページ

    • URL

      http://srv02.medic.kumamoto-u.ac.jp/dept/patho2/patho2.html

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公開日: 2018-12-17  

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