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TrkAを標的とした疼痛と腫瘍増殖

に効果のあるペプチド

福井大学医学部 器官制御医学講座

麻酔・蘇生学領域

准教授 廣瀬宗孝

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研究背景

癌による痛みはWHOの指針に沿って治療すれば、8割の患者さんで痛みが取れ、残りの内１割は痛みの専門医の治療を受ければ痛みが取れる。しかし最後の１割は、QOLを良好に保ったまま痛み治療を行うことは困

難であるのが現状である。

TrkAは神経成長因子(NGF)の細胞膜受容体で、新し

い疼痛治療薬開発におけるターゲットの１つである。またTrkAは癌細胞の増殖に関与する場合がある。

本研究は、細胞内部位からTrkAのチロシンキナーゼ

活性を直接抑制する細胞膜透過性ペプチドを開発することにより、腫瘍増殖抑制作用のある新たな癌性疼痛治療薬を開発することが目的である。

3

ガンに対する治療と、疼痛などの症状緩和のための緩和ケアは同時に行う

4

ガンの増殖は痛みを伴い、通常の緩和ケアでは、コントロールできないことが実は多い

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NGF:神経成長因子TrkA: NGF受容体VR: Vanilloid 受容体

（カプサイシン受容体）

痛い！

6

一次知覚神経末梢側

CGRPSPNKABDNF

PG

中枢側

pYpY

痛みの末梢性感作

痛みの中枢性感作

痛い！

7

炎症細胞

一次知覚神経PGs

Bradykinin

NGFTNF-αIL-1β, IL-6

TrkA

TRPV1

BDNF

Substance P

MAPK

ATP

TrkB

NK1受容体

NMDA受容体

脊髄後角神経

TrkA

TrkAは「疼痛治療薬」のターゲットの一つと考えられている

8

(Nakagawa A. Cancer Letters 2001; 169: 107-114)

様々なガン細胞でTrkAは発現し、その増殖に関与している

9(Nakagawa A. Cancer Letters 2001; 169: 107-114)

TrkAは「ガン治療薬」のターゲットの一つでもある

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１） NGFを捕捉する薬剤：

・抗NGF抗体

２） NGFのTrkAへの結合を阻害する薬剤：

・TrkAd5 ・・・NGFに結合してTrkAへの作用を阻害する・NGFアナログペプチド ・・・NGFのデコイとして作用

３）TrkAのチロシンキナーゼ活性を直接阻害する薬剤：

・K252a ・・・TrkAの細胞内部位に作用する非特異的阻害剤

・Tat-acp-SRDIYSTDYYR ？

NGF

TrkA

１）

２）

３）

NGF-TrkAを標的とした薬剤

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合成ペプチド(YGRKKRRQRRR-acp-SRDIYSTDYYR-NH2)を開発した経過

1 MLRGGRRGQL GWHSWAAGPG SLLAWLILAS AGAAPCPDAC CPHGSSGLRC 5051 TRDGALDSLH HLPGAENLTE LYIENQQHLQ HLELRDLRGL GELRNLTIVK 100

101 SGLRFVAPDA FHFTPRLSRL NLSFNALESL SWKTVQGLSL QELVLSGNPL 150151 HCSCALRWLQ RWEEEGLGGV PEQKLQCHGQ GPLAHMPNAS CGVPTLKVQV 200201 PNASVDVGDD VLLRCQVEGR GLEQAGWILT ELEQSATVMK SGGLPSLGLT 250251 LANVTSDLNR KNVTCWAEND VGRAEVSVQV NVSFPASVQL HTAVEMHHWC 300301 IPFSVDGQPA PSLRWLFNGS VLNETSFIFT EFLEPAANET VRHGCLRLNQ 350351 PTHVNNGNYT LLAANPFGQA SASIMAAFMD NPFEFNPEDP IPVSFSPVDT 400401 NSTSGDPVEK KDETPFGVSV AVGLAVFACL FLSTLLLVLN KCGRRNKFGI 450451 NRPAVLAPED GLAMSLHFMT LGGSSLSPTE GKGSGLQGHI IENPQYFSDA 500501 CVHHIKRRDI VLKWELGEGA FGKVFLAECH NLLPEQDKML VAVKALKEAS 550551 ESARQDFQRE AELLTMLQHQ HIVRFFGVCT EGRPLLMVFE YMRHGDLNRF 600601 LRSHGPDAKL LAGGEDVAPG PLGLGQLLAV ASQVAAGMVY LAGLHFVHRD 650651 LATRNCLVGQ GLVVKIGDFG MSRDIYSTDY YRVGGRTMLP IRWMPPESIL 700701 YRKFTTESDV WSFGVVLWEI FTYGKQPWYQ LSNTEAIDCI TQGRELERPR 750751 ACPPEVYAIM RGCWQREPQQ RHSIKDVHAR LQALAQAPPV YLDVLG 796

①活性化ループ ② HJ ループ

①本研究のターゲット：活性化ループ②KinAceTM (U.S. Patent 6174993)のターゲット：ＨＪループ

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NH2

acpY G R K K R R Q R R R

acpY G R K K R R Q R R R

acpY G R K K R R Q R R R

GM

SR

D I Y S T D Y Y R VG

G R

664

680

670 674675Proposed tructure of TrkA ,composed by RIKEN FAMSBASE

SR

D I Y S T D Y Y R

RD I Y S T D

D I Y S T NH2

NH2

acpY G R K K R R Q R R R NH2

TrkA活性を抑制するための配列細胞膜透過性促進部位：Tat

Cel

l-pen

etra

ting

pept

ide

acpY G R K K R R Q R R R

acpY G R K K R R Q R R R

T D Y Y R

D Y Y R V

NH2

NH2

リンカー

13

acpY G R K K R R Q R R R

720

741

Proposed tructure of TrkA ,composed by RIKEN FAMSBASE

NH2

Cel

l-pen

etra

ting

pept

ide

IF

TY G K Q P W

YQ

LS

NT E A I

DC

I T

IF

TY G K Q

KinAceTM (U.S. Patent 6174993)が特許で抑えてい

るアミノ酸配列

TrkA活性を抑制する

ための配列細胞膜透過性促進部位： Tat

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TrkA

キナ

ーゼ

活性

(%)

100

0

50

Tat-acp

Tat-acp-DIYSTTat-acp-RDIYSTDTat-acp-SRDIYSTDYYR

0

50

100

K252a

0 6 30 60 300 0 6 30 60 3

細胞膜透過性合成ペプチド (μM) K252a (nM)

**

***

**

** *

Tat-acp-DYYRVTat-acp-TDYYR

Tat-acp-IFTYGKQ

***

合成ペプチドによるTrkAの活性抑制実験

15

Tat-acp

Tat-acp-DIYST

Tat-acp-RDIYSTD

Tat-acp-SRDIYSTDYYR

Tat-acp-DYYRV

Tat-acp-TDYYR

Tat-acp-IFTYGKQ

0 0 6 30 60 300細胞膜透過性合成ペプチド (μM)

15

10

5

0

神経

突起

伸長

率(%

)

****

***

**

** *****

NGF - + + + + +

NGF - NGF +

2日後

PC12細胞における神経突起伸長

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Tat-acp-SRDIYSTDYYR は、PC12細胞におけるNGF刺激によるTrkA 自己リン酸化とTRPV1発現を抑制する

FITC-acp-Tat-acp-SRDIYSTDYYRは、19細胞中15細胞(79%)に透過する

ラット褐色細胞腫の細胞株（PC12）におけるTat-acp-SRDIYSTDYYR によるTrkA活性の抑制

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NGFTat-acp-SRDIYSTDYYR

ラットにおけるTat-acp-SRDIYSTDYYRによる疼痛抑制作用

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YGRKKRRQRRR-acp-SRDIYSTDYYR (µM)0 6 30 60 300

PI p

ositi

ve c

ells

(%) 100

50

0

*

*

*

PC12細胞におけるTat-acp-SRDIYSTDYYRによる壊死作用

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従来技術とその問題点

• K252aは、TrkA以外にPKCなどに対してもキナーゼ抑制作用をもち、特異性が低い。

• 既に米国では治験段階に入った「抗神経成長因子（NGF）ヒト化抗体製剤RN624 」があるが、副作用として頭痛、下痢等の問題がある。また抗NGF抗体は癌細胞の増殖を抑制しない報告がある。

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新技術の特徴・従来技術との比較

• 特異性の高いキナーゼ活性抑制薬である。

• 従来技術の抗NGF抗体は細胞外でNGFに作用するものであったが、合成ペプチド(YGRKKRRQRRR-acp-SRDIYSTDYYR-NH2) はTrkAに直接作用するものであり、より効果的な鎮痛作用、癌増殖抑制作用を示す可能性がある。

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想定される用途

• 癌治療において特にTrkAを発現する癌においては、疼痛治療薬であり抗がん剤となりうる。

• 上記以外に、通常の急性疼痛や慢性疼痛の治療薬となることも期待される。

想定される業界

• 製薬会社など

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実用化に向けた課題

• 現在、 TrkA活性を細胞レベルで抑制する合成ペプチドとして、YGRKKRRQRRR-acp-SRDIYSTDYYR-NH2が開発済み。しかし、動物を用いた癌性疼痛モデルでの鎮痛作用および腫瘍増殖抑制効果の確認が未解決である。

• 今後、より短いアミノ酸配列のペプチドについても検討を重ねる必要がある。

• また細胞膜透過性促進部位のYGRKKRRQRRRは、エイズウィルスの蛋白質の一部であり、別のアミノ酸配列に変更することも検討する。

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企業への期待• ペプチド創薬の技術を持つ、企業との共同研

究を希望。

• ドッキング解析などコンピュータシミュレーションを用いたペプチド設計など。

本技術に関する知的財産権

• 発明の名称 ：腫瘍治療薬

• 出願番号 ：特願２００８－１６６５７０

• 出願人 ：国立大学法人福井大学

• 発明者 ：廣瀬宗孝、黒田義弘

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お問い合わせ先

福井大学医学部 器官制御医学講座

麻酔・蘇生学領域

廣瀬宗孝

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