RB失活難治性がんに対する先制医療の開発

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K18407
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 酒井 敏行 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (20186993)
• 研究分担者: 安田 周祐 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10643398) ; 谷口 恵香 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70882942) ; 堀中 真野 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (80512037)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2028-03-31
• キーワード: 先制医療 / がん / RB / 予防

研究実績の概要

本研究は、がん抑制遺伝子RBに突然変異を有する、遺伝性網膜芽細胞腫をはじめとした多くの難治性がんの未発症変異保有者に対する予防薬の開発を目的とする。
RB変異がんに対する予防戦略として、RB変異によって恒常的に活性化した転写因子E2Fを直接阻害する方法と、変異により失活したRBの代替として、類似の機能を有するファミリー分子であるp107やp130を活性化する方法の二種類を考案した。E2F阻害時に発現抑制される遺伝子群と、RBファミリー活性化時に発現抑制される遺伝子群、これら二つに共通する遺伝子を過去の報告から探索した結果、Cyclin E1遺伝子を見出した。Cyclin E1遺伝子のプロモーター活性低下を指標としたスクリーニングを行うことによって、E2F阻害剤とRBファミリー活性化剤という異なる作用機序を有する薬剤を同時に発見できると考えられた。
次に、RB遺伝子を完全に欠失しているヒト網膜芽細胞腫WERI-Rb-1細胞に対し、E2F阻害の陽性対照としてpan-E2F阻害剤HLM006474を、RBファミリー活性化の陽性対照としてCDK2/4/6阻害剤PF-06873600を投与した際の細胞増殖およびCyclin E1 mRNA発現の変化を調査した。その結果、いずれの薬剤も、WERI-Rb-1細胞の増殖を抑制し、Cyclin E1 mRNA発現を低下させることが判明した。さらに、PF-06873600を投与時には、RBファミリーp130が脱リン酸化、すなわち活性化していることを見出した。これらの結果は、Cyclin E1遺伝子のプロモーター活性低下を指標としたスクリーニング系構築の基礎となるだけでなく、RB変異がんに対する予防戦略としてE2F阻害およびRBファミリー活性化が有用であるという根拠を示している。

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

当初、E2F阻害剤の探索とRBファミリー活性化剤の探索を分けて行う予定であった。しかし、二種類の薬剤を同時に見出しうる「Cyclin E1遺伝子のプロモーター活性低下」という新たなスクリーニングの指標を考案したことにより、必要実験量の大幅な削減が見込まれた。さらに、陽性対照化合物によるRB欠失がん細胞株WERI-Rb-1の増殖抑制、Cyclin E1遺伝子発現の抑制およびRBファミリーp130の活性化を確認し、スクリーニング系構築のために必要な情報を揃えることができた。以上の理由により、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

Cyclin E1遺伝子のプロモーター活性を測定するためのプラスミドベクターをRB欠失がん細胞株WERI-Rb-1に導入し、陽性対照化合物HLM006474およびPF-06873600投与によりプロモーター活性が低下することを確認する。プロモーター活性の低下を確認できれば、これを指標として食品や薬品ライブラリーを用いたスクリーニングを開始する。
E2F阻害剤およびRBファミリー活性化剤は、いずれも細胞周期をG1期で停止させることが期待できる。WERI-Rb-1細胞をはじめとしたRB変異がん細胞に対し、得られたヒット化合物が細胞周期をG1期で停止させるかどうかを検討する。さらに、これまでの研究成果であるRBファミリー再活性化食品成分や薬剤を併用することで、細胞周期停止効果が増強するか検証する。
最後に、WERI-Rb-1細胞をはじめとしたRB変異がん細胞を免疫不全マウスに移植し、ヒット化合物を投与した際の腫瘍退縮効果を検証する。並行し、アフィニティクロマトグラフィーを用いてヒット化合物の細胞内での結合分子を同定し、作用機序を明らかにする。

研究成果

• [雑誌論文] Adaptive resistance to lorlatinib via EGFR signaling in ALK-rearranged lung cancer (2023)
  • 著者名/発表者名: Katayama Y, Yamada T, Tanimura K, Tokuda S, Morimoto K, Hirai S, Matsui Y, Nakamura R, Ishida M, Kawachi H, Yoneda K, Hosoya K, Tsuji T, Ozasa H, Yoshimura A, Iwasaku M, Kim YH, Horinaka M, Sakai T, Utsumi T, Shiotsu S, Takeda T, Katayama R, Takayama K
  • 雑誌名: npj Precision Oncology 巻: 7 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41698-023-00350-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Salicylic acid directly binds to ribosomal protein S3 and suppresses CDK4 expression in colorectal cancer cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Imai A, Horinaka M, Aono Y, Iizumi Y, Takakura H, Ono H, Yasuda S, Taniguchi K, Nishimoto E, Ishikawa H, Mutoh M, Sakai T
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 628 ページ: 110～115
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.08.082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cancer-cell-selective targeting by arylcyclopropylamine-vorinostat conjugates (2022)
  • 著者名/発表者名: Ota Y, Itoh Y, Kurohara T, Singh R, Elboray EE, Hu C, Zamani F, Mukherjee A, Takada Y, Yamashita Y, Morita M, Horinaka M, Sowa Y, Masuda M, Sakai T, Suzuki T
  • 雑誌名: ACS Medicinal Chemistry Letters 巻: 13 ページ: 1568～1573
  • DOI: 10.1021/acsmedchemlett.2c00126
  • 査読あり
• [雑誌論文] “RB-reactivator screening” as a novel cell-based assay for discoveries of molecular targeting agents including the first-in-class MEK inhibitor trametinib (trade name: Mekinist) (2022)
  • 著者名/発表者名: Sakai T
  • 雑誌名: Pharmacology & Therapeutics 巻: 236 ページ: 108234～108234
  • DOI: 10.1016/j.pharmthera.2022.108234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Citrus limon L.-derived nanovesicles show an inhibitory effect on cell growth in p53-inactivated colorectal cancer cells via the macropinocytosis pathway (2022)
  • 著者名/発表者名: Takakura H, Nakao T, Narita T, Horinaka M, Nakao-Ise Y, Yamamoto T, Iizumi Y, Watanabe M, Sowa Y, Oda K, Mori N, Sakai T, Mutoh M.
  • 雑誌名: Biomedicines 巻: 10 ページ: 1352～1352
  • DOI: 10.3390/biomedicines10061352
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stabilization of CDK6 by ribosomal protein uS7, a target protein of the natural product fucoxanthinol (2022)
  • 著者名/発表者名: Iizumi Y, Sowa Y, Goi W, Aono Y, Watanabe M, Kurumida Y, Kameda T, Akaji K, Kitagawa M, Sakai T.
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 5 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s42003-022-03522-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficacy of low-dose aspirin in colorectal cancer risk prevention is dependent on ADH1B and ALDH2 genotype in Japanese familial adenomatous polyposis patients (2022)
  • 著者名/発表者名: Mure K, Ishikawa H, Mutoh M, Horinaka M, Otani T, Suzuki S, Wakabayashi K, Sakai T, J-FAPP Study IV group
  • 雑誌名: Cancer Research Communications 巻: 2 ページ: 483～488
  • DOI: 10.1158/2767-9764.CRC-22-0088
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A chemoproteoinformatics approach demonstrates that aspirin increases sensitivity to MEK inhibition by directly binding to RPS5 (2022)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M, Boku S, Kobayashi K, Kurumida Y, Sukeno M, Masuda M, Mizushima K, Kato C, Iizumi Y, Hirota K, Naito Y, Mutoh M, Kameda T, Sakai T
  • 雑誌名: PNAS Nexus 巻: 1 ページ: -
  • DOI: 10.1093/pnasnexus/pgac059
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 多発性骨髄腫に対するRSK2、AKT二重阻害療法開発の理論的基盤 (2022)
  • 著者名/発表者名: 黒田純也, 塚本拓, 堀中真野, 酒井敏行
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会
• [学会発表] ALK融合遺伝子陽性肺がんにおけるEGFRシグナル活性化を介したロルラチニブ初期治療抵抗性の解明とその克服 (2022)
  • 著者名/発表者名: 片山勇輝, 谷村恵子, 森本健司, 堀中真野, 酒井敏行, 小笹裕晃, 山田忠明
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会
• [学会発表] RB活性化果実飲料の発見 (2022)
  • 著者名/発表者名: 増田光治, 堀中真野, 安田周祐, 森田美枝, 西幹栄美, 石川秀樹, 武藤倫弘, 酒井敏行
  • 学会等名: がん予防学術大会2022
• [学会発表] 新規がん予防標的GGCTは、がん細胞にHIF-1α発現を誘導して好気的解糖を促進する (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷口恵香, 影山進, 茂山千愛美, 安藤翔太, 飯居宏美, 芦原英司, 堀中真野, 酒井敏行, 窪田成寿, 河内明宏, 中田晋
  • 学会等名: がん予防学術大会2022
• [学会発表] サリチル酸はヒト大腸がん細胞のRPS3に結合し、CDK4発現抑制と細胞周期のG1期停止を誘導する (2022)
  • 著者名/発表者名: 今井綾香, 堀中真野, 青野裕一, 飯泉陽介, 高倉秀樹, 小野寿子, 谷口恵香, 安田周祐, 西幹栄美, 石川秀樹, 武藤倫弘, 酒井敏行
  • 学会等名: がん予防学術大会2022
• [学会発表] 延命草成分オリドニンはp38とNF-κBを介して老化関連分泌現象を阻害する (2022)
  • 著者名/発表者名: 安田周祐, 堀中真野, 飯泉陽介, 後居和佳奈, 助野真美子, 酒井敏行
  • 学会等名: がん予防学術大会2022
• [学会発表] ALK融合遺伝子陽性肺がんにおけるJNK/c-Jun経路活性化を介したALK阻害薬抵抗性機構の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷村恵子, 堀中真野, 米田和恵, 矢野聖二, 酒井敏行, 山田忠明
  • 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] ALK融合遺伝子陽性肺がんにおけるEGFRシグナル活性化を介したLorlatinibの初期治療抵抗性機構の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 片山勇輝, 谷村恵子, 森本健司, 堀中真野, 酒井敏行, 山田忠明
  • 学会等名: 第26回日本がん分子標的治療学会学術集会
• [産業財産権] ＲＢ活性化食品組成物 (2022)
  • 発明者名: 酒井敏行、堀中真野、増田光治
  • 権利者名: 京都府公立大学法人、築野食品工業株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2022-036535