DNA二本鎖切断（DSB）を指標としたフェノタイプスクリーニングにより、特定の細胞株で高い抗腫瘍効果を示すシード化合物S3を同定した。種々標的探索により、S3はプロドラッグとして硫酸転移酵素SULT1A1、SULT1A2（SULTs）の発現量依存的に高い細胞感受性を示すことを見出した。最近、既存薬からSULTs標的化合物が同定され、SULTs発現量が高い肝がん等に対する治療展開案が示され、治療標的SULTsが注目されている。一方で、SULTsを標的とした抗腫瘍機序の解明は、創薬における有害事象予測の点でも重要であるが、未だ明確ではない。そこで本研究開発では、S3の臨床展開へ向けた基礎データの取得を目的に、S3の抗腫瘍機序の解明および、治療対象疾患として、SULTs高発現傾向の希少・難治性の悪性中皮腫に対する有用性評価を実施する。
そこで令和6年度は、以下5つの課題を遂行し、それぞれの成果を示す。
1) 精製SULTsを用いたS3の代謝反応性評価
3種類のSULT1Aアイソフォーム(SULT1A1, SULT1A2, SULT1A3)を精製し、酵素活性系によりS3の代謝反応を調べた結果、S3はSULT1A1特異的な代謝反応を示すことを見出した。
2) 質量分析によるS3代謝産物の解析条件の検討
精製SULT1A1を用いてS3の代謝産物を解析する条件検討を実施した。そこで、反応系に用いる各反応物をHPLCにより解析し、その後の解析条件を決定した。
3) 機能ゲノミクス解析より予測したS3作用機序の検証
硫酸代謝を介した活性型S3は、DNA蛋白質複合体(DPC)などを形成することがshRNAスクリーニングから示唆された。そこで、検証としてプロテアソーム阻害剤をS3と併用したところ、DSB形成量が増加することを見出した。DNAに結合した蛋白質が分解されない結果、複製ストレスによるDSB形成が促進されることが示唆された。
4) 中皮腫株のS3に対する感受性評価
22種類のヒト中皮腫株を収集し、S3や標準治療で用いられるシスプラチンやペメトレキセドに対する感受性を解析した。さらに、SULT1A1の蛋白発現量も解析した結果、S3は標準治療薬と比較して極めて高い標的特異性を示し、中皮腫に対する有用性が期待される結果が得られた。
5) in vivo解析系によるS3の毒性評価及び腫瘍移植モデルの確立
in vivo解析（マウス）によるS3の抗腫瘍効果解析モデルの確立を進めた。S3を腹腔内に投与し、体重変動等の毒性評価により投与条件を検討した。さらに、多様な中皮腫株を用いて移植可否を評価し、複数の移植モデルを確立した。