多因子疾患全身性強皮症治療薬のリード創製と最適化

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H03999
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 大塚 雅巳 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (40126008)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 全身性強皮症

研究実績の概要

全身性強皮症は皮膚や組織にコラーゲンが蓄積して硬化、線維化する自己免疫疾患である。明確な原因が不明で、対症療法のみで根治薬がなく、難病に指定されている。しばしば間質性肺炎、腎クリーゼなどの内臓線維化による重篤な疾患を併発し、死に至る場合もある。全身性強皮症はTGF-β/Smad系、PI3K/Akt系、自己免疫系などの諸因子が複合的に関与する疾患で、１つの蛋白質を標的として特異的に抑えても他の経路をバイパスとして病態が進行するため、単一標的アプローチでは治癒が困難である。全身性強皮症を治癒させるにはマルチ標的アプローチが必要と考えられる。
本研究では単一の蛋白質を指標としたスクリーニングではなく、細胞の形態変化を光学的に検出するスクリーニング法を採用し、研究代表者の合成した各種化合物のなかから良好な活性をもつ化合物Xを見出した。化合物XはTGF-βで刺激した繊維芽細胞および強皮症患者由来細胞のコラーゲン産生を濃度依存的に抑えた。細胞実験の結果、化合物Xは全身性強皮症の複数の原因蛋白質に作用するマルチ標的化合物であることが明らかになった。化合物Xをブレオマイシンで誘導した強皮症モデルマウスに経口投与したところ、皮膚の肥厚が抑制された。化合物Xは予防的（ブレオマイシンと同時に投与し皮膚硬化を抑える）にも治療的（ブレオマイシンを先に投与して皮膚硬化が起こった後から化合物Xを投与し皮膚硬化を正常化する）にも効果を示した。特段の毒性は見られなかった。そこで化合物Xの標的蛋白質を探索している。また 化合物Xをリードとした構造最適化を行っている。

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

細胞の形態変化を光学的に検出するスクリーニング法により、研究代表者の合成した化合物のなかから見出した良好な活性をもつ化合物Xは、TGF-βで刺激した繊維芽細胞のコラーゲン産生を濃度依存的に抑えた。細胞実験の結果、化合物Xは全身性強皮症の複数の原因蛋白質に作用するマルチ標的化合物であることを見出した。化合物Xは強皮症モデルマウスに対して経口投与により皮膚の肥厚を抑制し、特段の毒性を示さないことを明らかにした。さらに化合物Xの標的蛋白質を探索している。また化合物Xをリードとした構造最適化を行っている。
よっておおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

化合物Xの作用標的の全貌の解明：複数のタンパク質に作用する化合物Xが直接結合する標的蛋白質を明らかにする。
化合物Xの構造最適化：HPH-15が標的蛋白質によりよく結合するよう、構造最適化を行う。その化合物を化学合成する。
PI3K/Aktを阻害する化合物の創製：組織線維化につながるPI3K/Aktを阻害する化合物を見出す。その化合物の細胞透過が困難で高濃度である場合はそれをプロドラッグ化して細胞内透過性の向上を図り、強皮症細胞における抗線維化作用を検討する。
自己免疫疾患全身性強皮症対応化合物：全身性強皮症は自己免疫疾患であることから、自己免疫関連物質を消去不活化して全身性強皮症治療薬として有用な物質を探索する。

研究成果

• [雑誌論文] Introduction of H2C2-type zinc-binding residues to HIV-2 Vpr increases its expression level (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryoko Koga, Minami Yamamoto, Halil Ciftci, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • 雑誌名: FEBS OpenBio 巻: 8 ページ: 146-153
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design, synthesis and biological evaluation of novel 1,3,4-thiadiazole derivatives as potential antitumor agents against chronic myelogenous leukemia. Striking effect of nitrothiazole moiety (2018)
  • 著者名/発表者名: Mehlika Dilek Altintop, Halil Ibrahim Ciftci, Mohamed O. Radwan, Belgin Sever, Zafer Asim Kaplancikli, Taha F.S. Ali, Ryoko Koga, Mikako Fujita, Masami Otsuka, Ahmet Ozdemir
  • 雑誌名: Molecules 巻: 23 ページ: 59
  • DOI: 10.3390/molecules23010059
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The First Pentacyclic Tripenoid Gypsogenin Derivative Having Anti-ABL1 Kinase and Anti-Chronic Myelogenous Leukemia Activities. (2018)
  • 著者名/発表者名: Halil Ibrahim Ciftci, Safiye Emirdag Ozturk, Taha F. S. Ali, Mohamed O. Radwan, Hiroshi Tateishi, Ryoko Koga, Mustafa Can, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull. 巻: 41 ページ: 570-574
  • DOI: https://doi.org/10.1248/bpb.b17-00902
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Blockade of TGF-b/Smad signaling by the small compound, HPH-15, ameliorates experimental skin fibrosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Vu Huy Luong, Takenao Chino, Noritaka Oyama, Takashi Matsushita, Yoko Sasaki, Dai Ogura, Shin-ichiro Niwa, Tanima Biswas, Akiyuki Hamasaki, Mikako Fujita, Yoshinari Okamoto, Masami Otsuka, Hironobu Ihn, Minoru Hasegawa
  • 雑誌名: Arthritis Research & Therapy 巻: 20 ページ: 46-46
  • DOI: 10.1186/s13075-018-1534-y
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Dithiol Compound Binds To The Zinc Finger Protein TRAF6 and Suppresses Its Ubiquitination (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryoko Koga, Mohamed O. Radwan, Tomohiko Ejima, Yosuke Kanemaru, Hiroshi Tateishi, Taha F. S. Ali, Halil Ibrahim Ciftci, Yuri Shibata, Yuu Taguchi, Jun-ichiro Inoue, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • 雑誌名: ChemMedChem 巻: 12 ページ: 1935-1941
  • DOI: 10.1002/cmdc.201700399
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A novel inhibitor of farnesyltransferase with a zinc site recognition moiety and a farnesyl group. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Tanaka, Mohamed O. Radwan, Akiyuki Hamasaki, Asumi Ejima, Emiko Obata, Ryoko Koga, Hiroshi Tateishi, Yoshinari Okamoto, Mikako Fujita, Mitsuyoshi Nakao, Kazuo Umezawa, Fuyuhiko Tamanoi, Masami Otsuka
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 巻: 27 ページ: 3862-3866
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2017.06.047
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Marine Inspired 2-(5-Halo-1H-indol-3-yl)-N,N-Dimethylethanamines As Modulators of Serotonin Receptors: An Example Illustrating the Power of Bromine as part of the Uniquely Marine Chemical Space (2017)
  • 著者名/発表者名: 175.Mohamed A. Ibrahim, Abir T. El-Alfy, Kelly Ezel, Mohamed O. Radwan, Abbas G. Shilabin, Anna J. Kochanowska-Karamyan, Howaida I. Abd-Alla, Masami Otsuka, Mark T. Hama
  • 雑誌名: Marine Drugs 巻: 15 ページ: 248-248
  • DOI: 10.3390/md15080248
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Role of zinc binding site of HIV-2 Vpx prevents instability and dysfunction of the protein (2017)
  • 著者名/発表者名: Minami Yamamoto, Ryoko Koga, Haruna Fujino, Kazunori Shimagaki, Halil Ibrahim Ciftci, Masahiro Kamo, Hiroshi Tateishi, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • 雑誌名: J. General Virol. 巻: 98 ページ: 275-283
  • DOI: 10.1099/jgv.0.000701
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A clue to non-toxic strategy to HIV eradication: “Lock-in and apoptosis” (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Tateishi, Kazuaki Monde, Kensaku Anraku, Ryoko Koga, Yuya Hayashi, Halil Ibrahim Ciftci, Hasan DeMirci, Taishi Higashi, Keiichi Motoyama, Hidetoshi Arima, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8957 ページ: 8957
  • DOI: 10.1038/s41598-017-09129-w
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Synthesis, Computational Study, and Evaluation of in vitro Antimicrobial, Antibiofilm, and Anticancer Activities of New Sulfanyl Aminonaphthoquinone Derivatives (2017)
  • 著者名/発表者名: Nilufer Bayrak, Hatice Yildirim, Amac Fatih Tuyun, Emel Mataraci Kara, Berna Ozbek Celik, Girish Kumar Gupta, Halil I. Ciftci, Mikako Fujita, Masami Otsuka, Hamid R. Nasiri
  • 雑誌名: Letters in Drug Design & Discovery 巻: 14 ページ: 647-661
  • DOI: 10.2174/157018081406170606155530
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] HNEを標的とした新規脳保護薬 (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanima Biswas, Taha Farouk Shehata Ali, 平尚未、古賀涼子、森美晴、岡本良成、藤田美歌子、折戸公彦、野口慶、三好淳子、森岡基浩、大塚雅巳
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
• [学会発表] Kinase Inhibitory Activity of Glycyrrhetic Acid (2018)
  • 著者名/発表者名: Halil I Ciftci, Mohamed O Radwan, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Sciences
  • 国際学会
• [学会発表] Zinc Proteins as Drug Targets (2018)
  • 著者名/発表者名: Masami Otsuka
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Sciences
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Structural basis of inositol phosphates recognition in the HIV-1 gag matrix (2017)
  • 著者名/発表者名: Halilibrahim Ciftci, Hiroshi Tateishi, Kotaro Koiwai, Ryoko Koga, Masami Otsuka, Mikako Fujita, Fumiaki Yumoto, Toshiya Senda
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Structural Basis of HIV-1 Gag Matrix Targeting by IP6 Derivative (2017)
  • 著者名/発表者名: Halil I. Ciftci, Hiroshi Tateishi, Kotaro Koiwai, Ryoko Koga, Masami Otsuka, Fumiaki Yumoto, Toshiya Senda
  • 学会等名: 第31回日本エイズ学会学術集会
• [学会発表] HIV-2 Vpxのポリプロリンモチーフの役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 島垣和功、古賀涼子、Halil Ibrahim Ciftci、大塚雅巳、山口佳宏、藤田美歌子
  • 学会等名: 第31回日本エイズ学会学術集会
• [学会発表] TRAF6 polyubiquitination interruption by a low molecular weight zinc chelator (2017)
  • 著者名/発表者名: Mohamed O. Radwan, Ryoko Koga, Tomohiko Ejima, Yosuke Kanemaru, Hiroshi Tateishi, Taha F. S. Ali, Halil Il Ciftci, Yuri Shibata, Yuu Taguchi, Jun-ichiro Inoue, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • 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] ウイルス蛋白質蓄積によりアポトーシスを誘導する新規抗HIV薬の創製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 立石大、門出和精、古賀涼子、林祐也、東大志、本山敬一、有馬英俊、安楽健作、藤田美歌子、 大塚雅巳
  • 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] Expression Level of HIV-2 Vpx/Vpr Proteins is Regulated by their Zinc Binding (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryoko Koga, Minami Yamamoto, Hiroshi Tateishi, Halilibrahim Ciftci, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • 学会等名: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Structural Basis of the Interaction between HIV-1 Gag Matrix and IP6. Toward the Development of IP6 Derivative (2017)
  • 著者名/発表者名: Halilibrahim Ciftci, Hiroshi Tateishi, Kotaro Koiwai, Ryoko Koga, Masami Otsuka, Mikako Fujita, Fumiaki Yumoto, Toshiya Senda
  • 学会等名: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Bleomycin Revisited: Man-Made Bleomycin with New Function “Surgical Operation” of a Drug Molecule (2017)
  • 著者名/発表者名: Masami Otsuka
  • 学会等名: Turkish-Japanese Workshop on Bioorganic Medicinal Chemistry and Natural Products
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] New Sirt2 Inhibitor based on S-Triryl-L-cysteins scaffold (2017)
  • 著者名/発表者名: Mohamed Osman Radwan, Taha F. S. Ali, Halil Ibrahim Ciftci, Ryoko Koga, Yoshinari Okamoto, Mikako Fujita, Masami Otsuka
  • 学会等名: The Second Japan-Turkey International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Sciences
  • 国際学会
• [学会発表] Zinc-Binding State of HIV-2 VPX/VPR Regulates (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryoko Koga, Minami Yamamoto, Haruna Fujino, Kazunori Shimagaki, Halil Ibrahim Ciftci, Masahiro Kamo, Hiroshi Tateishi, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • 学会等名: The Second Japan-Turkey International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Sciences
  • 国際学会
• [学会発表] Structural Basis of Targeting HIV-Gag Matrix. Towards Finding a Cure for HIV Infection (2017)
  • 著者名/発表者名: Halil Ibrahim Ciftci, Hiroshi Tateishi, Kotaro Koiwai, Ryoko Koga, Fumiaki Yumoto, Toshiya Senda, Masami Otsuka, Mikako Fujita
  • 学会等名: The Second Japan-Turkey International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Sciences
  • 国際学会
• [学会発表] From Natural Bleomycin to Man-Made Bleomycin (2017)
  • 著者名/発表者名: Masami Otsuka
  • 学会等名: The Second Japan-Turkey International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Sciences
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] NOVEL COMPOUND, OSSL_325096, INDUCES APOPTOSIS IN MULTIPLE MYELOMA CELLS THROUGH VCP INHIBITION (2017)
  • 著者名/発表者名: Nao Nishimura, Mohamed O. Osman, Masayuki Amano, Shinya Endo, Shikiko Ueno, Nina Ueno, Hiro Tatetsu, Hitoyuki Hata, Yoshinari Okamoto, Masao Matsuoka, Masami Otsuka, Yutaka Okuno
  • 学会等名: The 22nd Congress of European Hematology Association
  • 国際学会
• [備考] 熊本大学大学院薬学教育部 生体機能分子合成学分野
  • URL: http://www.pharm.kumamoto-u.ac.jp/Labs/bunsigouseiHP/index.html
• [備考] 熊本大学大学院生命科学研究部 生体機能分子合成学分野
  • URL: http://www.medphas.kumamoto-u.ac.jp/research/bunya/60.html
• [産業財産権] 179.ピリジンおよびベンゼン誘導体 (2017)
  • 発明者名: 178.大塚雅巳、丹羽眞一郎、小倉大
  • 権利者名: 178.大塚雅巳、丹羽眞一郎、小倉大
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-231973