高度な標的特異性を志向した新規コバレント阻害剤の創製

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K15483
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 進藤 直哉 九州大学, 薬学研究院, 助教 (20722490)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: コバレント阻害剤 / CFA / EGFR / システイン / タンパク質

研究実績の概要

本研究の目的は、システイン残基と穏やかに反応するクロロフルオロアセタミド（CFA）基を利用した、高選択的な新規不可逆的EGFR阻害剤の開発である。
昨年度までに、既承認薬のオシメルチニブの骨格を鋳型に、反応基としてCFA基を有する誘導体を種々合成し、細胞増殖阻害アッセイによる構造活性相関研究を行った。アッセイには可逆的薬剤耐性のEGFR-T790M変異体を発現するH1975細胞と、野生型EGFRを発現するH292細胞の二つを用い、H1975細胞に対してのみ強い増殖阻害活性を示す化合物を探索した。ピリミジン骨格上の置換基やCFA基と骨格を繋ぐリンカー構造を検討した結果、H1975細胞に対してオシメルチニブと同等の増殖阻害活性を示す一方、H292細胞に対する阻害活性が低い化合物を見出した。また、マウスモデルを用いた抗腫瘍活性試験を実施し、CFA型阻害剤がin vivoでも腫瘍の増殖を抑制することを確認した。しかし、in vivoでの抗腫瘍活性はオシメルチニブと比べ低く、毒性も見られたことからさらなる改善が必要であった。
本年度は、in vivoで抗腫瘍活性が不十分であった原因の究明と、さらなる新規誘導体の合成・評価を行った。はじめに精製キナーゼに対する阻害活性を評価したところ、CFA型の被験化合物はEGFR-T790M変異体に対する活性がオシメルチニブと比べ低いことが判明した。そこで、骨格とCFA基を結ぶリンカーをさらに検討した結果、サルコシンをリンカーとする誘導体がオシメルチニブと同等のEGFR-T790M阻害活性を示すことを見出した。一方、いずれのCFA型阻害剤もIGF1R (インスリン様成長因子1受容体) のキナーゼ活性を強く阻害し、in vivoで見られた毒性との関連が示唆された。現在、EGFR阻害活性を保持したままIGF1R阻害活性を下げるべく、骨格の改変を検討している。

研究成果

• [雑誌論文] Selective and reversible modification of kinase cysteines with chlorofluoroacetamides (2019)
  • 著者名/発表者名: Naoya Shindo, Hirokazu Fuchida, Mami Sato, Kosuke Watari, Tomohiro Shibata, Keiko Kuwata, Chizuru Miura, Kei Okamoto, Yuji Hatsuyama, Seiichi Sakamoto, Yoshito Abe, Mitsunori Shiroishi, Jose M. M. Caaveiro, Naoya Matsunaga, Takaharu Nakao, Shigehiro Ohdo, Yasuchika Yamaguchi, Itaru Hamachi, Mayumi Ono, Akio Ojida
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 15 ページ: 250-258
  • DOI: 10.1038/s41589-018-0204-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypoxia-induced interaction of filamin with Drp1 causes mitochondrial hyperfission-associated myocardial senescence (2018)
  • 著者名/発表者名: Akiyuki Nishimura, Tsukasa Shimauchi, Tomohiro Tanaka, Kakeru Shimoda, Takashi Toyama, Naoyuki Kitajima, Tatsuya Ishikawa, Naoya Shindo, Takuro Numaga-Tomita, Satoshi Yasuda, Yoji Sato, Koichiro Kuwahara, Yoshito Kumagai, Takaaki Akaike, Tomomi Ide, Akio Ojida, Yasuo Mori, Motohiro Nishida
  • 雑誌名: Science Signaling 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.1126/scisignal.aat5185
  • 査読あり
• [学会発表] β-クロロフルオロエチルアミンの反応活性化機構の解析とタンパク質ラベル化への応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤磨美，進藤直哉，王子田彰夫
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] CFA基の反応特性を応用した第三世代型EGFR不可逆阻害剤の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 郭暁林, 進藤直哉
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] 反応性フラグメントライブラリーを利用した抗マラリア薬の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 冨安美月, 下津曲華子, 進藤直哉, 渕田大和, 三浦千鶴, 大澤智代, 王子田彰夫
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
• [学会発表] コバレント阻害剤の標的選択性向上を指向した新規反応基の探索とキナーゼ阻害剤への応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 進藤直哉
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
  • 招待講演
• [学会発表] コバレントドラッグへの応用を目指したひずみ解消型反応基の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 徳永啓佑，進藤直哉，王子田彰夫
  • 学会等名: 創薬懇話会in志賀島
• [学会発表] CFA基の反応特性を利用したキナーゼ阻害剤の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤磨美，進藤直哉，渕田大和，三浦千鶴，岡本 恵，初山勇次，小野真弓，渡 公佑，王子田彰夫
  • 学会等名: 創薬懇話会in志賀島
• [学会発表] CFA基を有する第三世代EGFR阻害剤の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 郭暁林, 進藤直哉, 渕田大和, 佐藤磨美, 稲森遼, 渡公佑, 小野真弓, 王子田彰夫
  • 学会等名: 第55回化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] 反応性フラグメントライブラリーを利用した抗マラリア薬の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 冨安美月, 下津曲華子, 進藤直哉, 渕田大和, 三浦千鶴, 大澤智代, 王子田彰夫
  • 学会等名: 第55回化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] 狙ったタンパク質と選択的に共有結合を作るコバレントドラッグの有機化学 (2018)
  • 著者名/発表者名: 進藤直哉
  • 学会等名: 第6回BRIGHTシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] CFAケミストリーの選択的かつ不可逆的コバレントドラッグ開発への応用(1) (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤磨美，進藤直哉，渕田大和，桑田啓子，渡 公佑，小野真弓，王子田彰夫
  • 学会等名: 第12回バイオ関連化学シンポジウム
• [学会発表] CFAケミストリーの選択的かつ不可逆的コバレントドラッグ開発への応用(2) (2018)
  • 著者名/発表者名: 進藤直哉，渕田大和，佐藤磨美，桑田啓子，渡 公佑，小野真弓，王子田彰夫
  • 学会等名: 第12回バイオ関連化学シンポジウム
• [学会発表] ンパク質の不可逆阻害を指向したひずみ解消型反応基の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 徳永啓佑，進藤直哉，王子田彰夫
  • 学会等名: 第12回バイオ関連化学シンポジウム
• [学会発表] 標的選択的コバレント阻害剤への応用を志向したひずみ解消型反応基の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 進藤直哉，徳永啓佑，佐藤磨美，渕田大和，王子田彰夫
  • 学会等名: 第44回反応と合成の進歩シンポジウム
• [学会発表] 穏やかな反応基を利用した高選択的BTKプローブの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 進藤直哉，徳永啓佑，佐藤磨美，渕田大和，王子田彰夫
  • 学会等名: 第36回メディシナルケミストリーシンポジウム
• [学会発表] CFA型EGFR不可逆阻害剤のターゲット選択性評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤磨美，進藤直哉，渕田大和，渡 公佑，柴田智博，桑田啓子，小野真弓，王子田彰夫
  • 学会等名: 第36回メディシナルケミストリーシンポジウム