セリン/スレオニン・ キナーゼを標的にした 抗が …...Pim-3...
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セリン/スレオニン・ キナーゼを標的にした
抗がん薬の開発
研究責任者: 向田 直史(金沢大学・がん進展制御研究所・教授)
コーディネーター:渡辺 良成(金沢大学・イノベーション創成センター・教授)
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マウス肝がん発症モデルの前がんからがん病変での
Pim-3の選択的発現
マウス肝がん発症モデルの前がんからがん病変での
Pim-3の選択的発現
HBs抗原トランスジェニックマウス
胸腺摘出
放射線照射
野生型マウス HBs抗原による免疫
脾臓細胞移入
骨髄移植
8~9ヶ月
慢性肝炎 多発性肝がんの発症
Pim-3発現
p34
p34
p34 p37 p40
キナーゼ・ドメイン
Pim-1
Pim-2
Pim-3
ヒト Pim-1 57.1%
ヒトPim-2 44.0%
マウスPim-3 95.0%
ラットPim-3 95.0%
ウズラPim-3 73.9%
カエルPim 68.7%
Pim-3は、セリン/スレオニン・キナーゼ、Pimキナーゼの一つで、調節ドメインを欠いている
Pim-3は、セリン/スレオニン・キナーゼ、Pimキナーゼの一つで、調節ドメインを欠いている
Int J Cancer 114: 209-218, 2005
野生型マウス
12~16ヶ月
相同性
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Pim-3 とPim-1・Pim-2との高い相同性 Pim-3 とPim-1・Pim-2との高い相同性
ヒトPim-1の立体構造
ヒトPimキナーゼのアミノ酸配列. 箱部分, ヒンジ領域; 白字, ATP結合に重要なアミノ酸配列; 赤字、基質特異性に重要なアミノ酸配列.
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Pim-3
アポトーシス
BADのリン酸化
細 胞 周 期 進 行
リン酸化 CDK 阻害因子 p27 Cdc25A(?) C-TAK-1(?)
AMPK 活性化 (↓)
タンパク合成
PGC-1a発現 (↑)
c-Mycタンパク 発現 (↑)
c-Mycのリン酸化
共活性化因子
c-Myc依存性
転写
Pim-3の生物活性 Pim-3の生物活性 血管内皮細胞
腫瘍細胞
進展
移動
増殖
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Pim-3
GAPDH
ヒト正常組織でのPim-3 mRNA発現
Pim-1・Pim-2・Pim-3 を欠損したマウスは、体重増加速度の軽度の低下を認めるが、生存可能である.
Pim-1・Pim-2・Pim-3 を欠損したマウスは、体重増加速度の軽度の低下を認めるが、生存可能である.
Pim-3は正常心臓で発現しているが、Pim-3
を阻害しても重篤な症状が現れない可能性が高い.
Pim-3は正常心臓で発現しているが、Pim-3
を阻害しても重篤な症状が現れない可能性が高い.
Pim-3は心臓・脳などの重要な臓器の正常状態でも発現している Pim-3は心臓・脳などの重要な臓器の正常状態でも発現している
Mikkers H. et al. Mol Cell Biol 2004;24:6104
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肝臓・膵臓・腸などの内胚葉由来臓器においてがん化に伴うPim-3の発現の異常亢進
肝臓・膵臓・腸などの内胚葉由来臓器においてがん化に伴うPim-3の発現の異常亢進
前がん病変
がん病変 正常
Pim-3 セリン/スレオニン・キナーゼ
Int J Cancer 114: 209-218, 2005; Cancer Res 66: 6741-6747, 2006; Cancer Sci 98: 321-328, 2007
0 1 2 3 4 5
8
7
6
5
4
3
2
1
0
培養日数
shRNA(-)
コントロールshRNA
Pim-3 shRNA
* * * *
アネキシン-V
Pim-3 shRNA
shRNA(-)
Pim-3 shRNA 処理でPim-3発現を低下させるとリン酸化Bad
とBcl-XLの量が減少し, がん細胞のアポトーシスが生じる
Pim-3 shRNA 処理でPim-3発現を低下させるとリン酸化Bad
とBcl-XLの量が減少し, がん細胞のアポトーシスが生じる
生存率
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IC50 (mM) 化合物名
Pim-3 Pim-1 Pim-2 Akt-1 Akt-2 PKA PDGFRβ
No.5 78.2 99.6 109.2 nd nd nd nd
T19 62.6 151.2 >160 nd nd nd nd
T19-1 1.5 3.2 164.6 >320 >320 >320 213.9
T19-2 74.7 >320 >320 nd nd nd nd
T26 27.4 32.4 148.7 114.4 177.2 44.2 104.6
Akt1/2 nd nd nd 10.2 29.6 nd nd
Staurosporine nd nd nd nd nd 2.6 0.008
置換フェナントレン化合物のPim-1、Pim-2、Pim-3、Akt-1、Akt-2、PKA, and PDGFRbキナーゼ活性への影響。 キナーゼ活性の50%を抑制する濃度をIC50として求めた。 nd, 検索せず。.
置換フェナントレン化合物の構造
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細胞株名 IC50 (mM)
MiaPaca-2 9.1
PCI66 17.6
PCI35 9.8
PCI55 10.3
PANC-1 33.6
L3.6pl 39.0
T26のヒト膵臓がん細胞株の試験管内増殖抑制効果 T26のヒト膵臓がん細胞株の試験管内増殖抑制効果
T19・T19-1・T19-2 → 100mMで細胞増殖抑制効果(-) T19・T19-1・T19-2 → 100mMで細胞増殖抑制効果(-)
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MiaPaca-2 PCI66
Pim-3過剰発現による、T26の細胞増殖抑制作用の解除 Pim-3過剰発現による、T26の細胞増殖抑制作用の解除
T26はPim-3の作用を抑制して、細胞増殖を抑制 T26はPim-3の作用を抑制して、細胞増殖を抑制
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MiaPac-2 PCI66
T26によるG2/Mアレスト=細胞周期進行の抑制 T26によるG2/Mアレスト=細胞周期進行の抑制
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T26処置によるアポトーシス=細胞死の誘導 T26処置によるアポトーシス=細胞死の誘導
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ヌードマウス
PCI66 皮下注射
(2 x 106)
T26 20 mg/kg 腹腔内投与
14– 18日目
21– 25日目
28– 32日目
36日目
屠殺
T26処置によるヌードマウスでの腫瘍増殖速度の抑制 T26処置によるヌードマウスでの腫瘍増殖速度の抑制
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PCNA
Cleaved
Caspase3
CD31
T26処置による増殖細胞数と血管新生の減少と、アポトーシス細胞の増加 T26処置による増殖細胞数と血管新生の減少と、アポトーシス細胞の増加
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Body weight ALT AST
Creatinine BUN Blood Glucose
Erythrocytes Platelets Leukocytes
T26処置によっては重篤な副作用が生じない T26処置によっては重篤な副作用が生じない
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結論
• 低分子化合物T26は試験管内でのPim-3 ・Pim-1 ならびに弱いながらもPim-2活性を抑制する.
• T26はヒト膵臓がん細胞株の試験管内での増殖を抑制する.
• T26はヒト膵臓がん細胞株に対して、試験管内で 、G2/M アレストとアポトーシスとを誘導する.
• ヒトがん細胞株PCI66を接種後に、腫瘍を形成したマウスにT26を投与すると 、重篤な副作用を生じずに、腫瘍増殖速度を著明に減少させる.
T26が、抗がん剤開発のための有用なリード化合物であることが示唆された.
T26が、抗がん剤開発のための有用なリード化合物であることが示唆された.
特願2011-121088 平成23年5月30日出願
Cancer Science (in press)
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本技術に関する知的財産権
• 発明の名称 :置換フェナントレン化合物を有効成分とするがんを予防および/または治療するための医薬組成物
• 出願番号 :特願2011-121088 • 出願人 :金沢大学 • 発明者 :向田 直史, 石橋 弘行, 谷口剛史 • 所属 :がん進展制御研究所 教授、
医薬保健研究域薬学系 教授,助教
• 特許出願日 :平成23年5月30日
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想定される技術移転
ヒトの膵臓がんに対する新規分子標的医薬品の開発を、製薬会社との共同研究および技術移転で目指します。
従来の分子標的抗がん剤に多いチロシンキナーゼと異なりセリン/スレオニンキナーゼを標的にすることに新規性があります。
既存薬で薬剤耐性が生じた場合の効果と、類似のAKT阻害剤でみられる高血糖の副作用の回避が期待されます。
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• 膵臓がん、肝臓がん、大腸がんの治療
• Pim-3が血管新生誘導作用が報告されているので、黄斑変性症および/または糖尿病性網膜症の治療
• Pim-3が細胞増殖促進作用が報告されているので、ケロイドの治療
想定される用途と 本技術の特徴による他の想定用途
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本発表に関する共同研究等のお問い合わせは、以下の担当コーディネーターまでご連絡願います。
金沢大学 イノベーション創成センター 連携研究推進部門 部門長・教授 渡辺 良成 TEL:076-264-6111 FAX:076-234-4019 [email protected]