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2018 年度 実施状況報告書

配列選択的ヒストンメチル化誘導小分子による新規エピゲノム制御概念の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K01959
研究機関千葉大学

研究代表者

篠原 憲一  千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (70378561)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードエピゲノム制御 / 核酸化学 / 発現制御 / ヒストンメチル化 / ピロール・イミダゾールポリアミド
研究実績の概要

本研究課題では、申請者が近年開発したリジン特異的脱メチル化酵素 1 阻害剤(LSD1i)とピロール・イミダゾールポリアミド(PIP)との融合分子を用いて、それら分子による選択的なヒストンメチル化誘導効果を、抗がん活性という観点から評価を進めるものである。
PIPと融合させるLSD1iとしては、研究協力者である京都府立医大・鈴木孝禎教授らが開発したNCD38を筆頭候補として融合体の作成を進め、有機合成化学的な観点からは研究協力者である千葉大学・根本哲宏教授らの協力を得て新規融合分子の開発と評価を現在進めている。
平成30年度は、前年度より引き続きPIP-NCD38融合体をヒト大腸がん細胞RKOへ投与する系を中心に評価を進め、親分子であるNCD38はGC-richなゲノム領域のヒストン修飾を優先的に活性化させる傾向があることを発見した。一方で、AT-richなDNA配列を認識するPIP-NCD38融合体では、活性化領域がAT-richなゲノム領域に変わることが示唆され、PIPとの融合によって標的領域を制御できる新規化合物としての可能性が得られた。これら新規化合物の合成法と化学的評価をHeterocycles誌へ、細胞レベルでのエピゲノム解析結果をOncotarget誌へそれぞれ投稿し、双方とも受理された。
また、平成31年度へ向けた研究として、PIP-LSD1融合体の分子設計についてDNAへの結合力強化と阻害剤ユニット部分のシンプル化の観点からそれぞれ改良を施し、試作型分子を用いて先行的に評価した結果、ヒト白血病細胞細胞HL60がより良い投与対象であることが判明し、現在はこの細胞株を中心に新しい融合体の詳細解析を進めている。

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

PIP-NCD38融合体については、PIPとの融合によって領域選択性を付与できるポテンシャルを示すことができ、その過程で合成された新規化合物を用いた研究成果は2報の論文として報告することができた。これらの研究結果は、より効果的な細胞毒性を得られるような分子設計・標的の探索へ応用できるものとして、さらなる薬剤開発が現在進行中である。
平成30年度の研究結果を基盤として、より改良された分子に関する研究を現在進行中であることからも、本研究が目指す”配列選択的ヒストンメチル化誘導小分子”の薬剤開発に向けた有益な結果が得られている。

今後の研究の推進方策

平成31年度へ向けた研究として、PIP-LSD1融合体の分子設計についてDNAへの結合力を増強させるユニットの付与や、阻害剤ユニット部分の合成難易度を下げるためのシンプル化という2つの観点において、融合体の最適化を進める。現在は試作型分子を投与した細胞に関するエピゲノム解析が進行中であり、その解析結果の報告を行うとともに、最適化された融合体のライブラリー構築を目指す。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthsis of LSD1 Inhibitor-Pyrrole-Imidazole Polyamide Conjugates for Region-Specific Alterations of Histone Modification2019

    • 著者名/発表者名
      Qin R, Takayanagi S, Kondo Y, Li J, Shiga N, Nakajima M, Shinohara K, Yoda N, Suzuki T, Kaneda A, and Nemoto T
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.3987/COM-18-S(F)57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Region-specific alteration of histone modification by LSD1 inhibitor conjugated with pyrrole-imidazole polyamide2018

    • 著者名/発表者名
      Alagarswamy K, Shinohara K, Takayanagi S, Fukuyo M, Okabe A, Rahmutulla B, Yoda N, Qin R, Shiga N, Sugiura M, Sato H, Kita K, Suzuki T, Nemoto T, Kaneda A
    • 雑誌名

      Oncotarget

      巻: 9 ページ: 29316-29335

    • DOI

      10.18632/oncotarget.25451

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] PIP-LSD1選択的阻害剤ハイブリッド分子の合成と機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      Rui Qin,高柳志穂理,滋賀直樹,Kokiladevi Alagarswamy,篠原憲一,鈴木孝禎,金田篤志,根本哲宏
    • 学会等名
      日本薬学会 第139年会
  • [学会発表] DNA結合小分子を応用した領域選択的エピゲノム制御概念の開発2018

    • 著者名/発表者名
      篠原憲一, 依田夏美, 福世真樹, 岡部篤史, Kokiladevi Alagarswamy, Bahityar Rahmutulla, 覃 睿, 中島誠也, 喜多和子, 鈴木孝禎, 根本哲宏, 金田篤志
    • 学会等名
      第41回分子生物学会年会
  • [学会発表] DNA結合小分子とLSD1阻害剤の融合化合物による新規エピゲノム標的薬剤の開発2018

    • 著者名/発表者名
      依田夏美, 篠原憲一, 岡部篤史, 根本哲宏, 福世真樹, 喜多和子, 金田篤志
    • 学会等名
      平成30年度関東研究医養成コンソーシアム 第9回夏のリトリート
  • [学会発表] 癌エピゲノム異常の制御を目指した塩基配列選択的DNA結合小分子の開発2018

    • 著者名/発表者名
      篠原憲一, 依田夏美, 覃 睿, 福世真樹, 岡部篤史, Alagarswamy Kokiladevi, 仲野駿一, 鈴木孝禎, 根本哲宏, 金田篤志
    • 学会等名
      第27回日本癌病態治療研究会
  • [学会発表] LSD1 Inhibitor Conjugated with PI Polyamide Enhances Region Specific Activation of Genomic Regions2018

    • 著者名/発表者名
      Kokiladevi Alagarswamy, Ken-ichi Shinohara, Shihori Takayanagi, Masaki Fukuyo, Atsushi Okabe, Bahityar Rahmutulla, Natsumi Yoda, Rui Qin, Naoki Shiga, Kazuko Kita, Takayoshi Suzuki, Tetsuhiro Nemoto, Atsushi Kaneda
    • 学会等名
      Vanderbilt-Ingram Cancer Center Annual Scientific Retreat
    • 国際学会
  • [備考] 千葉大学大学院 医学研究院 分子腫瘍学ホームページ

    • URL

      http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/moloncol/

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公開日: 2019-12-27  

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