癌細胞の生存戦略破綻を作用点とする抗癌剤の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26460149
• 研究機関: 岐阜薬科大学
• 研究代表者: 遠藤 智史 岐阜薬科大学, 薬学部, 助教 (60433207)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: AKR1B10 / 構造活性相関 / SNP

研究実績の概要

１．AKRの特異的阻害剤の創製：過去の検討にて最も強力なAKR1B10阻害活性を示すが、構造類似酵素であるAKR1B1に対する活性が低いクロメン誘導体の創製に成功している。腫瘍尾静脈投与による肺転移モデルを作成し、AKR1B10阻害剤によるin vivoでの抗腫瘍効果を検討した。その結果、vehicleのみで48時間刺激したルシフェラーゼ発現A549 (A549-Luc2) 細胞を注入した群での肺転移形成と比べて、AKR1B10阻害剤で刺激したA549-Luc2細胞を投与した群では顕著に肺転移形成は抑制された。
２．AKRの一塩基多型 (SNP)：前年度見出したAKR1C3の新規遺伝子変異体C154Yの熱に対する安定性低下の原因の解明を行った。熱処理によるC154Yの失活はグリセロール、NADPHや拮抗阻害剤の添加で抑制され、示差走査蛍光定量法からこれらの添加剤がC154Yとの相互作用を介して、構造安定性を向上させたことが明らかとなった。さらにCys154をフェニルアラニンとセリンにそれぞれ置換した変異体C154FとC154Sを調製したところ、C154FのみでC154Yと同程度の失活が認められた。円偏光二色性分析とANS蛍光分析からCys154の嵩高い芳香族アミノ酸への置換がαへリックスの崩壊に伴う全体的な二次構造変化をもたらしたと推測された。また、C154Y変異が与える影響について細胞レベルで検討した。AKR1C3は酸化ストレス時に生成される4-oxo-2-nonenal (ONE) などの毒性アルデヒドを解毒代謝する。AKR1C3 WTのHEK293細胞への過剰発現はONE毒性を有意に軽減したが、C154Yの過剰発現はONE毒性に対して防御効果を示さなかった。従って、C154Y変異体は細胞レベルで不活性変異体であると示唆された。

研究成果

• [国際共同研究] ウルム大学(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: ウルム大学
• [雑誌論文] Instability of C154Y variant of aldo-keto reductase 1C3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Endo, Sayaka Takada, Ryo P. Honda, Kathrin Muller, Jochen H. Weishaupt, Peter M. Andersen, Albert C. Ludolph, Yuji O. Kamatari, Toshiyuki Matsunaga, Kazuo Kuwata, Ossama El-Kabbani, Akira Ikari
  • 雑誌名: Chem. Biol. Interact. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.cbi.2016.12.018
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fatty Acids and CoA Derivatives as Inhibitors of Human Carbonyl Reductase 1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Akira Hara, Satoshi Endo, Toshiyuki Matsunaga, Ossama El-Kabbani, Takeshi Miura, Toru Nishinaka and Tomoyuki Terada
  • 雑誌名: Biochem. Pharmacol. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.bcp.2017.04.023
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 耐性克服効果を併せ持つ新規抗がん剤開発を指向した選択的AKR1B10阻害剤の創製 (2017)
  • 著者名/発表者名: *遠藤 智史
  • 学会等名: 第6回 岐阜構造生物学・医学・論理的創薬研究会シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2017-03-14 – 2017-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] Instability of C154Y variant of aldo-keto reductase 1C3 found in familial amyotrophic lateral sclerosis (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Endo, Sayaka Takada, Ryo Honda, Kathrin Muller, Yuji O. Kamatari, Toshiyuki Matsunaga, Kazuo Kuwata, Jochen Weishaupt, Akira Ikari
  • 学会等名: 18th International Workshop on the Enzymology and Molecular Biology of Carbonyl Metabolism
  • 発表場所: Costa Brava, Spain
  • 年月日: 2016-07-12 – 2016-07-17
  • 国際学会
• [学会発表] 家族性筋萎縮性側索硬化症患者から見出されたアルドケト還元酵素1C3の新規遺伝子変異の性状解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 智史、高田 明香、本田 諒、Kathrin Muller、鎌足 雄司、松永 俊之、桑田 一夫、Jochen Weishaupt、五十里 彰
  • 学会等名: 第62回 日本薬学会東海支部大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-07-09 – 2016-07-09
• [備考] 岐阜薬科大学生化学研究室
  • URL: http://sv1.gifu-pu.ac.jp/lab/seika/
• [産業財産権] AKR1B10阻害に基づく肺癌治療薬 (2016)
  • 発明者名: 遠藤智史、松永俊之、五十里彰、豊岡尚樹、早川芳弘
  • 権利者名: 岐阜市、富山大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-159316
  • 出願年月日: 2016-08-15