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2022 年度 実施状況報告書

がん特異的に発現するE3リガーゼを利用したプロテインノックダウン法の基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 21K06490
研究機関国立医薬品食品衛生研究所

研究代表者

大岡 伸通  国立医薬品食品衛生研究所, 遺伝子医薬部, 室長 (80568519)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードユビキチン
研究実績の概要

近年、私達が開発したSNIPERもしくは海外のグループが開発したPROTACと呼ばれるキメラ化合物によって細胞内の標的タンパク質を特異的に分解する技術(プロテインノックダウン法)が確立され、新しい創薬技術して大きな注目を浴びている。これらの化合物は導入したリガンドを介して、E3リガーゼを標的タンパク質に強制的にリクルートし、ユビキチン・プロテアソーム系により分解する。現在のところ、様々な正常組織に普遍的に発現しているE3リガーゼ(IAP、VHL、CRBNなど)を標的分解に利用するキメラ化合物は開発されているが、組織特異的もしくは、がんなどの疾患特異的に発現するE3を標的分解に利用した化合物は報告されていない。本研究は、がんで特異的に発現しているE3を利用した新しいプロテインノックダウン法を開発することを目的とする。
独自に見出した、がん細胞特異的な標的分解を誘導するキメラ化合物がユビキチン-プロテアソーム系により標的タンパク質を分解するか、阻害剤を用いて調べたところ、ユビキチン-プロテアソーム系により分解していることが確認できた。また、免疫沈降法により、このキメラ化合物は標的タンパク質やE3リガーゼ(X)と細胞内で3者複合体を形成することがわかった。さらに、siRNAを用いたノックダウン実験により、E3リガーゼ(X)をノックダウンするとキメラ化合物による標的タンパク分解が起こらなくなることから、この分解にはE3リガーゼ(X)が必要であることが明らかになった。

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

研究計画通り、がん細胞特異的な標的分解を誘導するキメラ化合物がユビキチン-プロテアソーム系により標的タンパク質を分解すること、このキメラ化合物は標的タンパク質やE3リガーゼ(X)と細胞内で3者複合体を形成すること、E3リガーゼ(X)がキメラ化合物による標的タンパク分解に必要であることなど、詳細な分子メカニズムを明らかにすることができた。これらのことから、本研究は順調に進行していると評価できる。

今後の研究の推進方策

独自に見出したキメラ化合物がE3リガーゼ(X)を利用して標的タンパク質を分解するメカニズムをさらに詳細に解析するために、E3リガーゼ(X)陰性細胞にE3リガーゼ(X)野生型やユビキチン化活性のないE3リガーゼ(X)を強制発現させた細胞を樹立して解析する。独自に見出したキメラ化合物がなぜE3リガーゼ(X)を優先的に利用して標的タンパク質を分解するか調べるために、細胞内局在に着目した解析を行う。

次年度使用額が生じた理由

次年度以降に繰り越しされる研究費が生じた理由としては、年度末の学会の参加費及び旅費が未精算であること、本年度の研究が概ね順調に進展したことから無駄な物品費がかからなかったことが挙げられる。
繰り越し研究費の一部は本年度の未精算の学会参加費及び旅費に使用する予定である。また残りは、本年度の研究の進展から推測される次年度以降の研究計画を考えると物品費が多くかかることが予測されることから、物品費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Development of Gilteritinib-Based Chimeric Small Molecules that Potently Induce Degradation of FLT3-ITD Protein.2022

    • 著者名/発表者名
      Ohoka N, Suzuki M, Uchida T, Tsuji G, Tsukumo Y, Yoshida M, Inoue T, Demizu Y, Ohki H, Naito M.
    • 雑誌名

      ACS Med Chem Lett.

      巻: 13 ページ: 1855-1891

    • DOI

      10.1021/acsmedchemlett.2c00402.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a potent small-molecule degrader against oncogenic BRAFV600E protein that evades paradoxical MAPK activation.2022

    • 著者名/発表者名
      Ohoka N, Suzuki M, Uchida T, Tsukumo Y, Yoshida M, Inoue T, Ohki H, Naito M.
    • 雑誌名

      Cancer Sci.

      巻: 113 ページ: 2828-2838

    • DOI

      10.1111/cas.15401. Epub 2022 Jun 5.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of Rapid and Facile Solid-Phase Synthesis of PROTACs via a Variety of Binding Styles.2022

    • 著者名/発表者名
      Xu H, Kurohara T, Takano R, Yokoo H, Shibata N, Ohoka N, Inoue T, Naito M, Demizu Y.
    • 雑誌名

      ChemistryOpen.

      巻: e202200131 ページ: -

    • DOI

      10.1002/open.202200131.

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] デコイ核酸を利用したキメラ分子による標的タンパク質分解2022

    • 著者名/発表者名
      大岡伸通, 内藤幹彦, 出水庸介
    • 学会等名
      第26回日本がん分子標的治療学会学術集会
  • [学会発表] タンパク質分解医薬のオフターゲット作用に関する種特異性の検証2022

    • 著者名/発表者名
      大岡伸通, 山本武範, 築茂由則, 吉田徳幸, 井上貴雄
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] デコイ核酸をリガンドに利用したエストロゲン受容体分解キメラ分子の開発2022

    • 著者名/発表者名
      大岡伸通, 内藤幹彦
    • 学会等名
      第81回日本癌学会学術総会

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公開日: 2023-12-25  

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