ケミカルゲノミクスによる難治固形癌に有効な主要抗癌剤の薬効貢献分子の探索と発見された分子を標的とする次世代抗癌剤の開発

文献情報

• 文献番号: 200614066A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: ケミカルゲノミクスによる難治固形癌に有効な主要抗癌剤の薬効貢献分子の探索と発見された分子を標的とする次世代抗癌剤の開発
• 課題番号: H16-創薬-079
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 西尾 和人(近畿大学)

研究分担者(所属機関)

• 水上　民夫(長浜バイオ大学バイオサイエンス学部)
• 関島　勝(株式会社三菱化学安全科学研究所　鹿島研究所先端技術研究部)
• 山田　康秀(国立がんセンター中央病院　第一領域外来部)
• 大川原　正(熊本保健科学大学　衛生技術学科)
• 福西　賢晃(住友ベークライト株式会社　神戸基礎研究所)
• 秋元　信吾(株式会社メディカル・プロテオスコープ)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 政策創薬総合研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究費: 12,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

非臨床、臨床試験において、ケミカルゲノミクスの手法を用いてTS-1, 5-FU等の主要抗癌剤の新規薬効貢献因子の探索、同定を行う。同定された因子を標的とした新しい治療法の開発を目的とする。

研究方法

１．進行胃癌症例を対象とし内視鏡生検組織、末梢血検体の網羅的遺伝子発現解析によるフッ化ピリミジン等の化学療法の効果予測、予後関連、治療標的因子の同定をおこない、siRNA等により機能的な評価をおこなう。２．患者血清検体のプロテオーム(LC-MS/MS)解析による標的、薬効関連分子の同定をおこなう。３．タモキシフェン誘導体、FdUMP誘導体を合成、リンカーを導入、レジンに固定化、質量分析による結合タンパク質を同定する。４．FdUMP, dUMPとPKM2の酵素化学的解析を組み換え体を用い実施する。In vitro酵素アッセイ系で、PKM2の酵素活性に対するFdUMP,dUMP等核酸の影響を解析する。５．低分子固定化法を①リガンド固定化量②リガンドのスペーサー長とポリエチレングリコール鎖長点から改善した。

結果と考察

(1) 胃癌の5FU感受性因子、有害事象規定因子を予測するモデルを構築した。胃がんの化学療法の効果を予測する遺伝子、胃がんの予後予測遺伝子、胃がん治療標的分子を同定し、検証を行った。特許出願し治療応用への研究の段階に入った。
(2) 血清のプロテオーム解析により、５FUの新たな標的、薬効関連分子として、ピルビン酸キナーゼM1/M2を同定した。
(3) 5FU 誘導体等低分子化合物をリンカー鎖結合、これをリガンドとして固定化した。担体のリガンド固定化量を増大させることにより、標的蛋白質の吊り上げに成功した。本固定化技術は利便性に優れタンパク非特異吸着も少なく臨床検体への応用が期待できる。
(5) FdUMP, dUMPの新規結合タンパク質として癌細胞の核酸合成のKey分子であるPKM2を同定し、dUMPのPKM2阻害活性を明らかにした。5-FUのTS阻害時に蓄積するdUMPがPKM2を阻害するという、未知薬理機構の可能性を示した。

結論

ケミカルゲノミクス手法で5-FU等の新規薬効貢献因子の同定を行った。新規抗癌剤固定化担体の開発を行った。LC-MS/MS解析により5-FUの新規標的、薬効関連蛋白質を同定した。臨床試験において臨床検体の遺伝子発現、蛋白質解析を実施し、胃癌の治療効果因子、予後規定因子、標的分子の探索、検証を行った。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-02
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200614066B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: ケミカルゲノミクスによる難治固形癌に有効な主要抗癌剤の薬効貢献分子の探索と発見された分子を標的とする次世代抗癌剤の開発
• 課題番号: H16-創薬-079
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 西尾 和人(近畿大学)

研究分担者(所属機関)

• 水上　民夫(長浜バイオ大学　バイオサイエンス学部)
• 関島　勝(株式会社三菱化学安全科学研究所　鹿島研究所先端技術研究部)
• 山田　康秀(国立がんセンター中央病院　第一領域外来部)
• 大川原　正(熊本保健科学大学　衛生技術学科)
• 福西　賢晃(住友ベークライト株式会社　神戸基礎研究所)
• 秋元　信吾(株式会社メディカル・プロテオスコープ)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 政策創薬総合研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

非臨床、臨床試験において、ケミカルゲノミクスの手法を用いてフッ化ピリミジン等の主要抗癌剤の新規薬効貢献因子の探索、同定を行う。同定された因子を標的とした新しい治療法の開発を目的とした。

研究方法

１．進行胃癌症例を対象とし内視鏡生検組織、末梢血検体の網羅的遺伝子発現解析によるフッ化ピリミジン等の化学療法の効果予測、予後関連、治療標的因子の同定を行い、siRNA等により機能的な評価をおこなう。２．患者血清検体のプロテオーム(LC-MS/MS)解析による標的、薬効関連分子の同定を行った。３．タモキシフェン誘導体、FdUMP誘導体を合成、リンカーを導入、レジンに固定化、質量分析による結合タンパク質を同定した。４．FdUMP, dUMPとPKM2の酵素化学的解析を組み換え体を用い実施する。in vitro酵素アッセイ系で、PKM2の酵素活性に対するFdUMP,dUMP等核酸の影響を解析した。５．低分子固定化法を ①リガンド固定化量 ②リガンドのスペーサー長とポリエチレングリコール鎖長点から検討した。

結果と考察

(1) 胃癌の5FU感受性因子、有害事象規定因子、予後予測因子を予測するモデルを構築した。胃がんの化学療法の効果を予測する遺伝子、胃がんの予後予測遺伝子、胃がん治療標的分子を同定し、検証を行った。特許出願しsiRNA, 抗体の作成など治療応用への研究の段階に入った。
(2) 血清のプロテオーム解析により、５FUの新たな標的、薬効関連分子として、ピルビン酸キナーゼM1/M2を同定した。
(3) 5FU 誘導体等低分子化合物をリンカー鎖結合、これをリガンドとして固定化した。標的蛋白質の吊り上げに成功した。本固定化技術は利便性に優れタンパク非特異吸着も少なく臨床検体への応用が期待できる。
(5) FdUMP, dUMPの新規結合タンパク質として癌細胞の核酸合成のKey分子であるPKM2を同定し、dUMPのPKM2阻害活性を明らかにした。5-FUのTS阻害時に蓄積するdUMPがPKM2を阻害するという、未知薬理機構の可能性を示した。

結論

ケミカルゲノミクス手法で5-FU等の新規薬効貢献因子の同定を行った。新規抗癌剤固定化担体の開発を行った。臨床試験において臨床検体のLC-MS/MS解析により5-FUの薬効関連蛋白質を同定した。遺伝子発現、蛋白質解析により胃癌の治療効果因子、予後規定因子、標的分子の探索、検証を行った。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-03
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200614066C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 1.タモキシフェン誘導体、5FU誘導体、Gefitinibにリンカー鎖を結合、これをリガンドとして固定化した。; 2.胃癌のフッ化ピリミジン感受性因子並びに有害事象規定因子を予測するモデルを構築した。治療標的分子に関しては、特許出願し治療応用への研究の段階に入った。; 3.血清のプロテオーム解析により、5FUの新たな標的、薬効関連分子として、ピルビン酸キナーゼM1/M2を同定した。; 4.FdUMP、ｄUMPの新規結合タンパク質としてPKM2を同定し、ｄUMPのPKM2阻害活性を明らかにした。
• 臨床的観点からの成果: 消化器領域の臨床試験での臨床検体を用い、ケミカルゲノミクスの手法でTS-1,5-FU等のフッ化ピリミジン等、主要抗癌剤の新規薬効貢献因子を探索し、実際に同定し得たことは特記すべき成果である。同法によりホルモン剤、分子標的薬でも試み一定の成果を上げることができた。今後各種薬物に対する同様のアプローチが可能であることを提示できた。また、内視鏡によるサンプリングにより、より精度の高い探索研究が実施できることも示し、わが国での胃癌の臨床試験におけるファーマコゲノミクス研究の方向性を示す成果である。
• ガイドライン等の開発: 特記すべきこと無し
• その他行政的観点からの成果: 特記すべきこと無し
• その他のインパクト: 以下の特許出願した。【発明の名称】胃癌高発現遺伝子特定による胃癌診断および創薬への利用【出願番号】特願2006-306057【出願日】平成18年11月10日 また、下記の特許出願を予定している。【発明の名称】フッ化ピリミジン系抗悪性腫瘍薬の薬効関連分子としてのピルビン酸キナーゼM1/M2【出願日】未定

発表件数

• 原著論文（和文）: 22件
• 原著論文（英文等）: 37件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 4件
• 学会発表(国際学会等): 17件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計1件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Yanagihara K, Takigahira M, Takeshita F, et al.; A photon counting technique for quantitatively evaluating progression of peritoneal tumor dssemination.; Cancer Res. , 66 (15) , 7532-7539 (2006)
• 原著論文2: Nihio K, Arao T.; Progress in the field of molecular biology and application of biotechnology to medical oncology.; Acta. Med. Kinki Univ. , 31 (2) , 57-62 (2006)
• 原著論文3: Ohashi R, Takahashi F, Cui R, et al.; Interaction between CD44 and hyaluronate induces chemoresistance in non-small cell lung cancer cell.; Cancer Lett. (Epub ahead of print) (2006)
• 原著論文4: Igarashi Y, Izumi H, Uchiumi T, et al.; Clock and ATF4 transcription system regulates drug resistance in human cancer cell lines.; Oncogene (Epub ahead of print) (2006)
• 原著論文5: Sekine I, Nishio K, Tamura T, et al.; A literature review of genes regulating the sensitivity of solid tumor cell lines to cytotoxic agents. ; Jpn. J. Clin. Oncol. (in press) (2007)
• 原著論文6: Wakasugi T, Izumi H, Uchiumi T, et al.; ZNF143 interacts with p73 and is involved in cisplatin resistance. ; Oncogene (Epub ahead of print) (2006)
• 原著論文7: Takeda M, Arao T, Yokote H, et al.; AZD2171 shows potent antitumor activity against gastric cancer over-expressing FGFR2/KGFR.; Clin. Cancer Res. (in press) (2007)
• 原著論文8: Kimura H, Sakai K, Arao T, et al.; Antibody-dependent cellular cytotoxicity of cetuximab against tumor cells with wild-of mutant EGFR.; Cancer Sci. (in press) (2007)
• 原著論文9: Nakai R, Ishida H, Asai A, et al.; Novel telomerase identified by a forward chemical genetics approach using a yeast strain with shortend telomere length. ; Chem. Biol. , 13 , 183-190 (2006)
• 原著論文10: Arao T, Yanagihara K, Takigahira M, et al.; ZD6474 inhibits tumor growth and intraperitoneal dissemination in a highly metastatic orthotopic gastric cancer model.; Int. J. Cancer , 118 , 483-489 (2006)
• 原著論文11: Yamada Y, Ohtsu A, Boku N, et al.; Phase Ⅰ/Ⅱstudy of oxaliplatin with weekly bolus fluorouracil and high-dose leucovorin as first-line therapy for patients with colorectal cancer.; Jpn. J. Clin. Oncol. , 36 (4) , 218-223 (2006)
• 原著論文12: Kawasaki K, Akinaga S, Mizukami T, et al.; Novel telomerase inhibitors identified by a forward strain with shortened telomere length.; Chem. Biol. (2005)
• 原著論文13: Hamaguchi T, Yasui K, Shimada Y, et al.; Phase Ⅱstudy of combination therapy with S-1 and irinotecan in patients with advanced colorectal cancer. ; Ann. Oncol. , 15 , 955-959 (2004)
• 原著論文14: Sekijima M, Nojima T, Miyakoshi J.; DNA strand breaks are not induced in human cells exposed to 2.1425 GHz band CW and W-CDMA modulated radio frequency fields allocated to mobile radio base stations. ; Biolectromagnetics , 27 , 51-57 (2006)
• 原著論文15: Shimizu T, Yamada Y, Yasui H, et al.; Clinical application of immunoreactivity of dihydropyrimidine dehydrogenase (DPD) in gastric scirrhous carcinoma treated with S-1, a new DPD inhibitory fluoropyrimidine. ; Anticancer Res. , 25 , 2997-3002 (2005)
• 原著論文16: Korfee S, Eberhardt W, Fujiwara Y, et al.; The role of DNA-microarray in translational cancer research. ; Curr. Pharmacogenomics , 3 , 21-216 (2005)
• 原著論文17: Matsumura Y, Yamada Y, Muro K, et al.; Long-term survivor of gastric small cell carcinoma.; Hepato-Gastroenterology , 51 , 1567-1570 (2004)
• 原著論文18: Shirao K, Hoff PM, Ohtsu A, et al.; Comparison of the efficacy, toxicity, and pharmacokinetics of a Uracil/Tegafur (UFT) plus Oral Leucovorin (LV) regiment between Japanese and American patients with advanced colorectal cancer: joint United States and Japan study of UFT/LV.; Clin. Oncol. , 22 , 3466-3474 (2004)
• 原著論文19: Park JK, Lee SH, kang JH, et al.; Synergistic interaction between gefitinib (Iressa, ZD1839) and paclitaxel against human gastric carcinoma cells.; Anticancer Drugs , 15 , 809-818 (2004)
• 原著論文20: Koizumi F, Kanzawa F, Ueda Y, et al.; Synergistic interaction between the EGFR tyrosine kinase inhibitor gefitinib (‘Iressa') and the DNA topoisomerase... inhibitor CPT-11 (Irinotecan) in human colorectal cancer cells.; Int. J. Cancer , 108 , 464-472 (4004)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-26
• 更新日: -