ドライバーミューテーション特異的アルキル化剤開発

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26290060
• 研究機関: 千葉県がんセンター(研究所)
• 研究代表者: 永瀬 浩喜 千葉県がんセンター(研究所), がん遺伝創薬研究室, 研究所長 (90322073)
• 研究分担者: 渡部 隆義 千葉県がんセンター(研究所), がん遺伝創薬研究室, 研究員 (60526060) ; 越川 信子 千葉県がんセンター(研究所), がん遺伝創薬研究室, 研究員 (90260249)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 分子標的治療 / がん / ドライバー遺伝子 / 遺伝子変異 / アルキル化剤 / ピロールイミダゾールポリアミド

研究実績の概要

DNAに損傷を起こすアルキル化剤を特定の変異ドライバーがん遺伝子に送達させ、発現を抑制し、がん変異特異的に低濃度で強い抗がん活性を示す新規アルキル化剤の合成の技術と知見を利用し、がん細胞に細胞死のシグナルをONにするDNA損傷を誘導し、さらに細胞死を抑制している体細胞変異を伴うドライバーオンコジーンの発現を低下させることで効果的ながん細胞の死滅を導く新規アルキル化剤の研究を進め、抗がん剤をいち早く難治性がん患者に届けるため研究を進めている。KRASコドン12のG12DおよびG12V、NMYCの増幅、ALKの3532C>A変異、CIK3CAのE545K変異を認識する変異ドライバーがん遺伝子を標的とするアルキル化剤を合成し、それぞれで変異アレルを有するがん細胞株で強い細胞毒性（抗腫瘍効果）を得ることが出来、国際特許出願、論文発表、アメリカがん学会ミニシンポジウムでの2題の報告等の成果に結びつけた。

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

KRAS変異に対する標的アルキル化剤の開発が出来たことでドライバー遺伝子を標的にしたアルキル化剤が抗がん剤の候補として次々に合成できる可能性を得ることが出来た。そこで他のドライバー変異に対して同様の標的アルキル化剤を複数合成した。その結果、抗癌効果がドライバー変異を有するがん細胞株で強い傾向が確認でき、我々が提唱する新しいドライバー変異をアルキル化剤で標的にできるという概念と理論、その方法原理が実現可能であることPOC（概念実証）が、確認された。このことより本課題の根本的考え方が実証でき、抗がん治療薬としてのドライバー遺伝子を標的にしたアルキル化剤の開発に目途をつけることが出来た。このため、順調に進展しているといえる。ただし、一部のドライバー変異はがんの進展等に伴いもはやドライバーとして働いていない可能性や変異配列によっては化合物の合成が困難であることも確認されつつある。

今後の研究の推進方策

抗癌薬剤の候補となる化合物を合成することには成功しているが、本研究助成の範囲内では創薬開発という時間と労力そして莫大な費用が掛かる開発研究を続けることは困難であるため、企業への導出や他の大型資金による援助に頼る方針で進めることとした。本課題ではPOCをさらに確認していく作業を進めることとしている。すなわち、点変異や増幅だけでなく、トランスロケーションやコーディング以外やアミノ酸変異を伴わないドライバー遺伝子のがん特異的な変異等を標的として代表的ながん関連遺伝子、たとえばp53などを標的とした化合物の合成に着手する。さらに化合物の誘導体群の合成を試みることにより、抗腫瘍効果を上げ、副作用を低減できる標的アルキル化剤の開発を進め、その構造の最適性のPOCの取得を進め、さらに多くの創薬開発に導出可能となるリード化合物候補の開発に着手する。

次年度使用額が生じた理由

研究を促進するため研究補助員もしくは博士研究員の募集を行うこととした。募集を行ったところ、米国在住の台湾の博士取得者で米国のカリフォルニア大学バークレー校を卒業した有機合成とバイオインフォーマティクスの高度な知識と技術を有する優秀な人材が応募してくれた。このため、この人材を確保することと決定したが、海外からの受け入れのためビザ取得等の手続きに時間を要し、2015年の2月からの赴任となった。このため繰り越しを行い、繰り越し費用を27年度の人件費に使用することとした。素晴らしい人材が得られたことで研究が進展することが期待される。

次年度使用額の使用計画

博士研究員として、来日いただいたJason Lin博士の雇用費用として繰越金を計上する計画である。またLin博士の研究遂行のための研究費（消耗品、旅費）としても使用を予定している。

研究成果

• [雑誌論文] Runt-related transcription factor 2 (RUNX2) attenuates the transcriptional activity as well as DNA damage-mediated induction of pro-apoptotic TAp73 to regulate chemo-sensitivity (2015)
  • 著者名/発表者名: Ozaki T, Sugimoto H, Nakamura M, Hiraoka K, Yoda H, Sang M, Fujiwara K, Nagase H
  • 雑誌名: FEBS Journal; 巻: 282(1) ページ: 114-128
  • DOI: doi: 10.1111/febs.13108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a novel E-box binding PI polyamide inhibiting MYC-driven cell-proliferation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mishra R, Watanabe T, Kimura M, Koshikawa N, Ikeda M, Uekusa S, Kawashima H, Wang X, Igarashi J, Choudhury D, Grandori C, Kemp C, Ohira M, Verma N, Kobayashi Y, Takeuchi J, Koshinaga T, Nemoto N, Fukuda N, Soma M, Kusafuka T, Fujiwara K, Nagase H.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 106(4) ページ: 421-429
  • DOI: doi: 10.1111/cas.12610.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Inhibition of KRAS codon 12 mutants using a novel DNA-alkylating pyrrole–imidazole polyamide conjugate. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka K, Inoue T, Taylor RD, Watanabe T, Koshikawa N, Hiroyuki Yoda H, Shinohara K, Takatori A, Sugimoto H, Maru Y, Denda T, Fujiwara K, Balmain A, Ozaki T, Bando T, Sugiyama H, Nagase H.
  • 雑誌名: Natature. Communications 巻: 6 ページ: 6706
  • DOI: doi: 10.1038/ncomms7706
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nr4a3, a possibile oncogenic factor for neuroblastoma associated with CpGi methylation within the third exon. (2014)
  • 著者名/発表者名: Uekusa S, Kawashima H, Sugito K, Yoshizawa S, Shinojima Y, Igarashi J, Ghosh S, Wang X, Fjiwara K, Ikeda T, Koshinaga T, Soma M and Nagase H.
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 巻: 44(5): ページ: 1669-1677
  • DOI: 10.3892/ijo.2014.2340
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Inhibition of malignant phenotypes of human osteosarcoma cells by a gene silencer, a pyrrole-imidazole polyamide, which targets E-box. (2014)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi M, Nakai Y, Ozaki T, Koshikawa N, Kojima T, Kataba M, Oguni A, Matsuda H, Yoshida Y, Tokuhashi Y, Fukuda N, Ueno T, Soma T, Nagase H.
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: ４ ページ: 328–334
  • DOI: 10.1016/j.fob.2014.03.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel gene regulator, pyrrole-imidazole polyamide targeting ABCA1 gene increases cholesterol efflux from macrophages and plasma HDL concentration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsunemi A, Ueno T, Fukuda N, Watanabe T, Tahira K, Haketa A, Hatanaka Y, Tanaka S, Matsumoto T, Matsumoto Y, Nagase H, Soma M.
  • 雑誌名: J Mol Med 巻: 92(5) ページ: 509-512
  • DOI: 10.1007/s00109-013-1118-x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Frequent Differentially Methylated Region in Sporadic Bladder Cancers. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa R, Fujiwara K, Obinata D, Kawashima H, Shinojima Y, Igarashi J, Wang X, Ghosh S, Nagase H, Takahashi S.
  • 雑誌名: Urol Int. 巻: Sep 6. [Epub ahead of print ページ: 印刷未
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of the human osteosarcoma cell migration and invasion by a gene silencer, Pyrrole-Imidazole polyamide, targeting to the human MMP9 NFkB binding site. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kojima T, Wang X, Fujiwara K, Osakaa S, Yoshida Y, Osaka E, Taniguchi M, Ueno T, Fukuda N, Soma M, Tokuhashi Y and Nagase H.
  • 雑誌名: Biological and Pharmaceutical Bulletin 巻: 37(9) ページ: 1460-1405
  • DOI: 10.1248/bpb.b14-00147
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pyrrole-imidazole polyamide targeted to break fusion sites in TMPRSS2 and ERG gene fusion represses prostate tumor growth. (2014)
  • 著者名/発表者名: Obinata D, Ito A, Fujiwara K, Takayama K, Ashikari D, Murata Y, Yamaguchi K, Urano T, Fujimura T, Fukuda N, Soma M, Watanabe T, Nagase H, Inoue S, Takahashi S.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 105(10) ページ: 1272-1278
  • DOI: doi: 10.1111/cas.12493.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide screening of aberrant DNA methylation which associated with gene expression in mouse skin cancers. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara K, Ghosh S, Liang P, Morien E, Soma M, Nagase H.
  • 雑誌名: Molecular Carcinogenesis 巻: 54(3) ページ: 178-188
  • DOI: doi: 10.1002/mc.22085
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intracellular fragment of NLRR3 (NLRR3-ICD) stimulates ATRA-dependent neuroblastoma differentiation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Akter J, Takatori A, Islam S, Nakazawa A, Ozaki T, Nagase H, Nakagawara A.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications (BBRC) 巻: 453(1): ページ: 86-93
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2014.09.065.
  • 査読あり
• [学会発表] ドライバー遺伝子変異を標的としたアルキル化剤による治療法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 永瀬浩喜
  • 学会等名: 第37回近畿小児血液・がん研究会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-02-14 – 2015-02-14
  • 招待講演
• [学会発表] Allele-specific knock-down of KRAS mutations in cancers by using a novel alkylating Pyrrole-Imidazole Polyamide (KR12) (2014)
  • 著者名/発表者名: ・Atsushi Takatori, AKiriko Hiraoka, Takahiro Inoue, Takayoshi Watanabe, Ken-Ichi Shinohara, Nobuko Koshikawa, Ozaki Toshinori. and Hiroki Nagase
  • 学会等名: The 28th International Mammalian Genome Conference.
  • 発表場所: Bar Harbor, USA
  • 年月日: 2014-10-26 – 2014-10-29
• [学会発表] 変異型KRASを標的とした塩基配列特異的アルキル化剤によるヒト大腸癌細胞移植マウスの抗腫瘍効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: ・井上貴博、平岡桐子、養田裕行、丸喜明、杉本博一、篠原憲一、渡部隆義、高取敦志、越川信子、板東俊和、杉山弘、尾崎俊文、永瀬 浩喜
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] A novel anti-cancer agent of DNA-alkylating Pyrrole-Imidazole polyamide conjugate targeting KRAS Codon 12 Mutant DNA (2014)
  • 著者名/発表者名: ・Hiroki nagase, Kiriko Hiraoka, Takahiro Inoue, Nobuko Koshikawa, Takayoshi Watanabe
  • 学会等名: 52st JSCO 2014 International Session Anti cancer agen
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-08-28 – 2014-08-30
• [学会発表] がんドライバーミューテーション特異的アルキル化剤の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: ・永瀬浩喜、平岡桐子、井上貴博、越川信子、渡部隆義
  • 学会等名: 第２8回 モロシヌス研究会
  • 発表場所: 修善寺
  • 年月日: 2014-06-27 – 2014-06-28
• [学会発表] KRASコドン12変異を標的とした分子標的アルキル化剤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永瀬浩喜、平岡桐子、井上貴博、越川信子、渡部隆義
  • 学会等名: 第18回日本癌分子標的治療学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] Precision Medicineを目指したオンコジェニックドライバーを標的とした治療 (2014)
  • 著者名/発表者名: ・永瀬浩喜、平岡桐子、井上隆博、渡部隆義、越川信子、尾崎俊文
  • 学会等名: 第23回癌病態治療研究会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2014-06-12 – 2014-06-13
  • 招待講演
• [学会発表] これからのがん予防とがん治療 ― 個人個人に合わせたがんの予防と治療の考え方 ― (2014)
  • 著者名/発表者名: 永瀬浩喜
  • 学会等名: 千葉県市民公開講座
  • 発表場所: 千葉 キボール
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-08
  • 招待講演
• [備考] 千葉県がんセンター研究所がん遺伝創薬研究室
  • URL: http://www.pref.chiba.lg.jp/gan/kenkyujo/soshiki/iden/index.html
• [備考] 千葉県がんセンター研究所の研究がNature Communications誌に掲載されました。
  • URL: http://www.pref.chiba.lg.jp/gan/oshirase/cccri_nature_communications.html
• [備考] プレスリリース資料（平成27年4月27日）（PDF：755KB）
  • URL: http://www.pref.chiba.lg.jp/gan/kenkyujo/documents/150501-naturecommunications.pdf
• [産業財産権] ドライバーオンコジーンの遺伝子変異を標的にアルキル化する新規アルキル化剤 (2014)
  • 発明者名: 永瀬浩喜、杉山 弘、板東俊和
  • 権利者名: 千葉県および京都大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: WO/2015/05341
  • 出願年月日: 2014-10-14
  • 外国