| 研究課題/領域番号 |
26670648
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| 研究機関 | 東京慈恵会医科大学 |
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研究代表者 |
荒井 隆雄 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (40307400)
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| 研究分担者 |
田沼 靖一 東京理科大学, 薬学部, 教授 (10142449)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | In silico創薬 / 神経膠芽腫 / MGMT特異的阻害剤 |
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| 研究実績の概要 |
近年、神経膠芽腫に対する標準治療薬として使用されているTemozoromide （TMZ）の無効例の存在が明らかとなり、その原因がO6-methylguanine-DNA methyltransferase（MGMT）による脱アルキル化DNA修復であることが解明された。すなわちMGMTによる薬剤耐性を克服することは、本疾患の治療成績の向上につながると考えられている。
本研究の目的は、構造ベースの理論的プロセスを経ることで効率的かつ高い成功率で最適化合物の分子設計を可能とするin silico創薬手法を用いて、神経膠芽腫に対する新規MGMT特異的阻害剤を創製することである。
初年度の平成26年は、研究実施計画に基づいて以下のごとく研究を実施する予定とした。
1）MGMT阻害剤フォアーマコフォアの最適化：化合物ライブラリから、MGMT活性中心に結合能を有する阻害剤候補化合物をDocking Studyにより選択して、MGMT阻害活性をin vitroで評価する。これらの3次元構造活性相関解析（3D-SAR）解析によってMGMT阻害剤ファーマコフォアを最適化する。
2）最適化したMGMT阻害剤フォアーマコフォアに基づいた新規MGMT阻害化合物の分子設計：最適化したファーマコフォアに基づき、MGMT阻害候補化合物をin silicoでデザインし有機合成を実施する。
3）細胞レベルでのMGMT阻害効果の検証：設計・合成した候補化合物群について、がん細胞を用いてその効果を検証する。
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| 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
予備実験として、本研究で使用する予定のヒトグリオーマ細胞株のMGMTの発現の有無を、Western bot法で確認した。これにより3種類の細胞株のうち、１つがMGMT陽性、２つがMGMTMGMT陰性であることを確認した。次にこれらの細胞を用いて、MGMT発現の有無によるTMZの細胞増殖抑制効果をin vitro(WST-assay, colony formation assay）で確認した。これによりMGMT陽性細胞はMGMT陰性細胞よりTMZのEC50がおよそ20倍高いことが分かった。
次に、Docking study(in silico study)の手法を用いて、現在世界中で上市されている薬剤から、新規MGMT特異的拮抗薬の候補薬剤を構造式ベースで計8種類抽出した。これらの候補化合物の評価をMGMT陽性細胞を用いて行った結果、化合物Bに細胞抑制効果が認められた。さらに化合物Bの評価を行ったところ、化合物BはTMZとの併用効果が十分でないことが判明した。
以上、予備実験から本実験にかけての準備および実施はおおむね順調に進行している。一方、今後の課題としては、候補薬剤のさらなる検索、それらの抗腫瘍効果やTMZとの併用効果の判定、およびin silico創薬手法による候補薬剤の最適化などの課題が残っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今回の実験によって候補薬剤Bを得ることができた一方で、TMZとの併用効果が十分でないことが判明した。今後は、構造式ベースでの新規MGMT特異的阻害剤の更なる検索を行い、これらの化合物の抗腫瘍効果・TMZ併用効果を引き続き評価する予定である。同時に、in silico創薬手法によりこれらの候補薬剤の最適化を行い、より効果の高い化合物を合成する予定である。
さらに、in vivo実験にむけての予備実験を行う予定である。MGMT陽性・陰性細胞を用いたヌードマウス皮下腫瘍モデルの安定した樹立を目指し、この実験モデルを用いて候補薬剤のin vivoでの抗腫瘍効果を評価する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
in vivo実験開始に向けての予備実験のために予算を見積もっていたが、この予備実験を次年度から開始することになったため。また、研究結果の学会発表を予定していたが、当初予定していた学会への発表は行わなかったために、次年度額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度から開始するin vivo実験（予備実験と本実験）のための物品（動物購入・動物維持・細胞購入・細胞維持、その他消耗品）に使用する計画である。また、研究結果を当初予定していた学会で発表するための旅費として使用する計画である。
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