ピロール・イミダゾール(PI)ポリアミドを用いた前立腺癌新規治療薬の開発日本大学医学部助教医学科大日方大亮前立腺癌は日本において近年増加傾向にある癌年齢調整別罹患率年次推移前立腺癌国立がん研究センターがん対策情報センター前立腺癌の発癌・進行において、アンドロゲン受容体(AR)は重要な役割を担っている Dihydrotestosterone (DHT) AR ARE Pol Ⅱ Activation of its target genes アンドロゲン除去療法が標準的な治療法であるが長期使用により治療抵抗性(去勢抵抗性)前立腺癌へと進行するアンドロゲン除去療法 Bicalutamide Flutamide 治療抵抗性前立腺癌大日方大亮, 高橋悟.日大医誌 73 (3): 134–139 (2014) 去勢抵抗性前立腺癌において ARは依然として重要な役割を担っている低アンドロゲン状態 AR転写協調因子異常活性化 ARの過剰発現アンドロゲン以外のリガンド結合 AR 去勢抵抗性前立腺癌細胞アンドロゲン応答遺伝子の発現染色体転座による融合遺伝子の発生前立腺癌特異的融合遺伝子 TMPRSS2-ERG 前立腺癌特有の染色体異常として、TMPRSS2 を5’上流に ETSファミリー遺伝子群のうち一つが3’下流に融合することが2005年に報告された。 (Tomlins et al. Science 2005) 5’ AR / DHT 3’ Enhancer / promoter TMPRSS2 ETS family 増殖因子の発現 Enhancer / promoter TMPRSS2 ETS family 標的遺伝子 Androgen-regulated trans-membrane protease. (Lin et al. Cancer Res 1999) ETS family 細胞増殖、遊走能に関連する転写因子 (Kumar-Sinha et al. Nat Rev Cancer 2008) アンドロゲン応答遺伝子ACSL3は前立腺癌細胞株LNCaPならびに前立腺癌組織に高発現している (n=55) 次世代遺伝子制御薬PIポリアミドの特徴 RNA polymerase transcription factor PI polyamide PIポリアミド • 自然の抗生物質ディスタマイシンをモデルとする。 • 配列特異的にDNA配列に結合する • 生体内で安定性が高く、siRNAのように特殊なデリバリー試薬を要さない。 • 転写因子結合配列特異的PIポリアミドを作成することにより、その転写因子の作用を抑制させる従来の技術(干渉性RNAやアンチセンス核酸) •生体内で分解され易いため安定性が低い。 •生体内において細胞毒性遺伝子産物を発現させる方法も必ずしも安全とはいえない。前立腺癌の進行に関与する前立腺癌特異的融合遺伝子TMPRSS2-ERGとアンドロゲン応答遺伝子ACSL3を標的としたPIポリアミドの開発 AR 前立腺癌細胞 1. TMPRSS2-ERG抑制 PIポリアミド 2. ACSL3抑制 PIポリアミド染色体転座による融合遺伝子の発生アンドロゲン応答遺伝子の発現 1.特願12-106382, 2.特願 13-048126 前立腺癌特異的融合遺伝子 TMPRSS2-ERG抑制ポリアミドの開発 • TMPRSS, ERGのイントロン内において、ある共通の配列が存在する。 • ARがその配列を認識し、それぞれを切断し、お互いを連結させ、染色体転座が発生する。 • 両遺伝子共通の切断配列特異的PIポリアミドを開発し、融合遺伝子の発現を抑制させた。 TMPRSS2 Exon 1 ERG Exon 3 AR PI polyamide TGAGGGT TGAGGGT PI polyamide Exon 2 Exon 4 repression of DNA translocation 開発した融合遺伝子TMPRSS2-ERG抑制ポリアミドは前立腺癌細胞増殖を抑制させた Negative control polyamide Negative Control Polyamide 融合遺伝子抑制ポリアミド Tumor volume (mm3) 1500 1500 Fusion Polyamide 1000 1000 P < 0.05 500 500 0 1 1 22 33 44 (week) ACSL3抑制ポリアミドの開発 • 高悪性度の前立腺癌に発現するアンドロゲン応答遺伝子ACSL3の転写調節領域を同定し、Keyとなっている転写因子を見出した。 • 同転写因子が結合する配列に特異的なポリアミドを開発し、ACSL3の発現を抑制させた。転写調節領域 Oct1 ARE Oct1 ARE ACSL3 polyamide GATA ACSL3 ACSL3抑制ポリアミドの治療薬としての可能性〜in vitroならびにin vivoによる検討〜 (A) Negative control polyamide (B) Negative control polyamide ACSL3抑制ポリアミド Tumor volume (mm3) ACSL3抑制ポリアミド 1 Representative photograph of intra-venous injection of polyamides for 4 weeks 2 3 4 (週）想定される用途 • 本発明のＰＩポリアミドを提供することによって、前立腺癌の予防、治療に有用かつ安全で安定した薬剤を開発することが容易となる。 • 開発した2種類のポリアミドを組み合わせることにより、前立腺癌の網羅的な治療等も可能となる。実用化に向けた課題 • 高効率および安価な大量合成技術の開発 • 指摘投与量の決定 • オフターゲティング効果の確認 • GLPに則した安全性試験、発癌試験企業への期待 • 共同開発を、物性規格、毒性試験、発癌試験をGLPにて行う。 • PIポリアミドをGMPグレードで安価、かつ大量に合成し、次世代のバイオ医薬マテリアルとしての確立を目指す。本技術に関する知的財産権 • • • • 発明の名称: 出願番号: 出願人: 発明者: 新規ＰＩポリアミド特願2012-106382 日本大学大日方大亮，髙橋悟, 福田昇, 藤原恭子 • • • • 発明の名称: 出願番号: 出願人: 発明者: 新規ＰＩポリアミド特願2013-48126（PCT/JP2014/056251）日本大学大日方大亮, 髙橋悟, 藤原恭子, 井上聡, 高山賢一お問い合わせ先日本大学研究推進部知財課(NUBIC) コーディネーター松岡義人 TEL 03‐5275‐8139 FAX 03‐5275‐8328 e-mail [email protected]