三重大学大学院医学系研究科

　　腎泌尿器外科学　教授　杉村 芳樹

　　腫瘍病理学　　　　講師　石井 健一朗

既存医薬品のオフターゲット効果を

利用した血管新生阻害剤の開発

血管新生とは

既存の血管 →

← 新たに形成された 　　血管

既存の血管から新たな血管枝が分岐して

血管網を構築する生理的現象 　

１）正常な血管新生の例 　　子宮内膜で性周期に応じて

　　怪我をして傷が治るとき（創傷治癒）

２）病気に関わる血管新生の例

　　固形腫瘍、糖尿病性網膜症、慢性関節リウマチ、歯周病、強皮症、　　

　　緑内障、尋常性乾癬、加齢黄斑変性症 かんせん

固形腫瘍における血管新生

血行性転移

腫瘍

血管

血管を誘導した腫瘍

転移巣

血中を移動するがん細胞

固形腫瘍に対する血管新生阻害治療

Zetter B.R.., Nature Reviews Cancer, 8: 647-654, 2008

① 血管を誘導した腫瘍

② 治療の開始 ③ 血管の退縮 ④ 腫瘍の退縮

既存の血管新生阻害薬 スニチニブ （スーテント®）

ソラフェニブ （ネクサバール®）

ベバシズマブ （アバスチン®）

□ 世界初の血管新生阻害薬

□ 血管内皮細胞増殖因子(VEGF)

に対するモノクローナル抗体

□ 点滴静注

□ 大腸がん、非小細胞肺がん、

　　乳がん、加齢黄斑変性症

□ 消化管出血、一過性脳虚血発作、

　　動脈血栓、高血圧

□ チロシンキナーゼ阻害薬

□ VEGF受容体キナーゼ、血小板

　　由来増殖因子 (PDGF)受容体

　　キナーゼを阻害する

□ カプセル剤

□ 腎がん、消化管間質腫瘍 (GIST) □ 肝機能障害、甲状腺機能障害、

　　心機能の低下、下痢、高血圧、

　　手足症候群

□ ソラフェニブに比較して、腫瘍

　　縮小効果が大きいものの、

　　副作用が強い

□ Rafキナーゼ阻害薬

□ Rafキナーゼ、VEGF受容体

　　キナーゼ、PDGF受容体キナーゼ

　　を阻害する

□ 錠剤

□ 腎がん、肝がん

□ 肝機能障害、下痢、高血圧、

　　手足症候群

従来技術とその問題点

臨床における課題 　 既存の血管新生阻害薬（ベバシズマブ、スニチニブ、ソラフェニブ）

は細胞毒性が強いために、副作用（肝機能障害、高血圧、手足症候

群など）の発生率が高く、重篤な状態に陥ることがある。

⇩ より安全性が高い血管新生阻害薬の開発が求められる

創薬における課題

1.  臨床試験における予想外の副作用の発生やヒトでの十分な体内動態

が得られない

2.  化合物のスクリーニングが研究し尽くされてきている

原因

研究の着眼点

1.  承認される化合物が減少し続けている

2.  ブレイクスルーとなる新規治療標的が発見できない

1.  既存医薬品の目的外使用 → ドラッグ・リポジショニング研究の推進

2.  病態をよく反映した疾患モデルの確立 → 新規スクリーニング系の確立

ドラッグ・リポジショニング (DR)研究の戦略

既存薬（薬理作用に関する分子メカニズムが不明）

ゲノム情報などを用いて、作用分子機構を解明する

主作用機構の解明 副作用機構の解明 新作用機構の発見

周辺化合物の合成、構造活性相関の解明、候補医薬品の選択

DDSによる疾患部位への特異的送達（副作用部位へ送達しない

主作用増強の新薬 副作用減少の新薬 他の疾患治療薬として再開発

Mizushima, T. and Namba, T., Drug Delivery System, 26-2: 106-112, 2011

DR研究の成功例

アロプリノール

アバタセプト

シルデナフィル

フィナステリド

メトトレキサート

抗がん剤

抗リウマチ薬

狭心症・高血圧

前立腺肥大症治療薬

抗がん剤

→ 通風治療薬

→ 脱毛症治療薬

→ ED改善薬

→ 脱毛症治療薬

→ 抗リウマチ薬

薬剤名 既存の用途/研究開発 新規の用途

前立腺肥大症とは 前立腺の肥大により尿道を圧迫し、排尿症

状に不調を来す病気。中高年男性の多くが

罹患し、生活の質 (QOL)を低下させる。

前立腺は… ・男性だけが持つ生殖器 ・大きさ：クルミ大ほど ・膀胱のほぼ真下にあり、 　尿道を取り囲んでいる ・男性ホルモンによって支配

前立腺肥大症治療薬に関する

DR研究のメリット

1.  副作用が少ないために長期内服が可能な薬剤である。

2.  比較的、若い年齢（50代）から内服し始める。

⇩ より安全性が高い血管新生阻害薬

サブタイプ選択性α１アドレナリン受容体拮抗薬の構造

N O N O

O H

BMY7378

N O N

N O

O

ナフトピジル (フリバス ®)

α1D-selective

N O

F F

F N N

H N O

O

RS100329

α1A-selective

S H 2 N

O O

O

H N

O O

タムスロシン (ハルナール ®)

シロドシン (ユリーフ ®)

H N

O O

F F

F

O H 2 N

N O H

ナフトピジル、タムスロシン、シロドシンは前立腺肥大症(BPH)に対する第一選択薬

腎癌同所移植モデルにおいて、ナフトピジルの経口投与は腎腫瘍内血管密度を有意に抑制する

Iwamoto, Y. et al., Cancer Prevention Research, 6: 1000-1006, 2013

0 2 4 6 8

10 12 14 16

Control Naftopidil

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Mic

rove

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Patients number

Control Naftopidil 腎被膜下移植

0

5

10

15

Control Naftopidil

Wei

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(g/g

)

p < 0.05

0

20

40

60

80

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S

G2/M

** *

*

Cel

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)

0

0.2

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0.8

1

0 10 20 30 40

Cel

l sur

viva

l fra

ctio

n (%

)

Concentration of naftopidil (µM)

HUVEC

ナフトピジルは血管内皮細胞の細胞周期を停止させることで、癌細胞非存在下でも血管新生を抑制する

Iwamoto, Y. et al., Cancer Prevention Research, 6: 1000-1006, 2013

Matrigel plug assay １）マウス皮下へのマトリゲルの注入 ２）ナフトピジルの経口投与 (10 mg/kg/day) ３）エバンスブルーの静注 ４）マトリゲルの摘出 ５）吸光度計による血管密度の定量

血管新生プロセスにおけるナフトピジルの作用点

ナフトピジル

血管内皮細胞の細胞周期を阻害して、

細胞分裂を停止させる

FGF-7 stimulation were higher than that of parental LNCaPcells (19), suggesting that E9 cells made larger tumor incombination with PrSC compared with LNCaP cells in vivo.Uemura et al. showed that the administration of angio-tensin II receptor blockers (ARB), that are widely used asantihypertensive drugs, suppressed PC-3 þ PrSC tumorgrowth in vivo by inhibition of PrSC cell proliferation

A

B

C

10 µmol/L

Figure 3. Effects of subtype-selective a1-AR antagonists on cellproliferation in vitro. A, gene expression of a1-AR subtypes in PCa cellsand PrSC. cDNA made from normal human prostate (huPR) poly A þ RNAwas used as a positive control. The products were resolved on 1.6%agarose gels and visualized with ethidium bromide. B, effects ofsubtype-selective a1-AR antagonists on PCa cell proliferation in vitro. PCacells were exposed to 10 mmol/L of each a1-AR antagonist for 4 days.C, PrSC was exposed to various concentrations (0.1, 1, and 10 mmol/L) ofeach a1-AR antagonist for 3 days. Values represent the means " SDpercentage of viable cells. *, P < 0.05; **, P < 0.01; ***, P < 0.001 versusvehicle-treated control. Naf, naftopidil; BMY, BMY7378; Tam, tamsulosin;Sil, silodosin; RS, RS100329.

A

B

C

Figure 4. Effects of subtype-selective a1-AR antagonists on cell cycles ofE9 cells and PrSC. A and B, cell-cycle analyses of cells treated with 50mmol/L (E9 cells, A) or 25 mmol/L (PrSC, B) of each subtype-selective a1-AR antagonist for 48 hours. Distribution of cell-cycle phases is shown forE9 cells and PrSC. Each value represents the means " SD percentage.*, P < 0.05 versus vehicle-treated control. C, expression of cell-cycleregulatory proteins (p21 and p27) was determined by Western blottinganalysis. Cell lysates (30 mg) from E9 cells or PrSC were separated byelectrophoresis with 12.5% SDS-polyacrylamide gel. Blots were probedwith indicated antibody after transferring to a PVDF membrane. Cont,control; Naf, naftopidil; Tam, tamsulosin; Sil. silodosin.

Subtype-Selective a1 Blockers Suppress Prostate Tumor Growth

www.aacrjournals.org Cancer Prev Res; 4(1) January 2011 93

American Association for Cancer Research Copyright © 2011 on January 3, 2011cancerpreventionresearch.aacrjournals.orgDownloaded from

DOI:10.1158/1940-6207.CAPR-10-0189

FGF-7 stimulation were higher than that of parental LNCaPcells (19), suggesting that E9 cells made larger tumor incombination with PrSC compared with LNCaP cells in vivo.Uemura et al. showed that the administration of angio-tensin II receptor blockers (ARB), that are widely used asantihypertensive drugs, suppressed PC-3 þ PrSC tumorgrowth in vivo by inhibition of PrSC cell proliferation

A

B

C

10 µmol/L

Figure 3. Effects of subtype-selective a1-AR antagonists on cellproliferation in vitro. A, gene expression of a1-AR subtypes in PCa cellsand PrSC. cDNA made from normal human prostate (huPR) poly A þ RNAwas used as a positive control. The products were resolved on 1.6%agarose gels and visualized with ethidium bromide. B, effects ofsubtype-selective a1-AR antagonists on PCa cell proliferation in vitro. PCacells were exposed to 10 mmol/L of each a1-AR antagonist for 4 days.C, PrSC was exposed to various concentrations (0.1, 1, and 10 mmol/L) ofeach a1-AR antagonist for 3 days. Values represent the means " SDpercentage of viable cells. *, P < 0.05; **, P < 0.01; ***, P < 0.001 versusvehicle-treated control. Naf, naftopidil; BMY, BMY7378; Tam, tamsulosin;Sil, silodosin; RS, RS100329.

A

B

C

Figure 4. Effects of subtype-selective a1-AR antagonists on cell cycles ofE9 cells and PrSC. A and B, cell-cycle analyses of cells treated with 50mmol/L (E9 cells, A) or 25 mmol/L (PrSC, B) of each subtype-selective a1-AR antagonist for 48 hours. Distribution of cell-cycle phases is shown forE9 cells and PrSC. Each value represents the means " SD percentage.*, P < 0.05 versus vehicle-treated control. C, expression of cell-cycleregulatory proteins (p21 and p27) was determined by Western blottinganalysis. Cell lysates (30 mg) from E9 cells or PrSC were separated byelectrophoresis with 12.5% SDS-polyacrylamide gel. Blots were probedwith indicated antibody after transferring to a PVDF membrane. Cont,control; Naf, naftopidil; Tam, tamsulosin; Sil. silodosin.

Subtype-Selective a1 Blockers Suppress Prostate Tumor Growth

www.aacrjournals.org Cancer Prev Res; 4(1) January 2011 93

American Association for Cancer Research Copyright © 2011 on January 3, 2011cancerpreventionresearch.aacrjournals.orgDownloaded from

DOI:10.1158/1940-6207.CAPR-10-0189

Hori, Y. et al., Cancer Prevention Research, 4: 87-96, 2011

増殖抑制メカニズム

ナフトピジル → 癌細胞と線維芽細胞

→→ 細胞周期の阻害

シロドシン → 癌細胞のみ →→ アポトーシス誘導

* p < 0.05,

** p < 0.01,

*** p < 0.001

versus vehicle- treated control.

ナフトピジルによる細胞周期の阻害は、本来の標的であるα１アドレナリン受容体を介していない

1) Kanda H., Ishii K., Ogura Y., et al. Int J Cancer, 122: 444-451, 2008 2) Hori Y., Ishii K., Kanda H., et al. Cancer Prev Res, 4: 87-96, 2011

3) Iwamoto Y., Ishii K., Sasaki T., et al. Cancer Prev Res, 6: 1000-1006, 2013

4) Ishii K., et al. Unpublished data

N O N

N O

O ナフトピジル

(フリバス®)

オンターゲット効果

前立腺肥大症 α１アドレナリン受容体を

阻害することにより、 平滑筋を弛緩させる

⇒ 尿道への圧迫を緩和

前立腺肥大症治療薬ナフトピジルのオン・オフターゲット効果

オフターゲット効果　⇒　血管新生阻害

がん細胞、線維芽細胞、血管内皮細胞

α１アドレナリン受容体を 介することなく、

細胞周期を停止させる1, 2, 3, 4

⇒ 各種細胞の増殖抑制

N O N O

O H

BMY7378

N O

F F

F N N

H N O

O

RS100329

KN-62

フェニルピペラジン骨格が細胞周期の阻害に重要である

N O N

N O

O

ナフトピジル (フリバス ®)

細胞周期阻害作用あり

細胞周期阻害作用なし

Ishii, K. et al., unpublished data in part

ナフトピジルの副作用

ナフトピジルは、1999年に臨床

応用されてから14年が経った

今日においても前立腺肥大症

治療薬としての高い効能に

加え、副作用が少ないために

長期内服が可能な薬剤として

十分に認知されている。

副作用発現頻度一覧

※ 医薬品インタビューフォームより転載

新技術の特徴 １）副作用が少なく、長期内服が可能な安全性の高い

　　血管新生阻害薬の提供

２）既存医薬品の新たな薬理作用を発見することで、

　　別の疾患治療薬として再開発する（適応拡大）

３）既存医薬品を利用するメリットは、既に安全性や

　 体内動態が臨床レベルで確認されているために、

より確実に新薬の開発へと結びつく

想定される用途 １）固形腫瘍、糖尿病性網膜症、慢性関節リウマチ、

歯周病、強皮症、尋常性乾癬、加齢黄斑変性症、

皮膚疾患の予防または治療

２）ナフトピジルをリード化合物とした新規血管新生

　 阻害薬の開発（ドラッグ・デザイン）

３）ナフトピジルを含有するサプリメントの開発

企業への期待 １）ドラッグ・デザインおよび化合物の合成技術を

有する企業との共同研究を希望する。

２）現在、血管新生阻害薬を開発中の企業、当分野

への参入を考えている企業には、本技術の導入が

有効と思われる。

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

：血管新生阻害用組成物および阻害剤

：特願2012-288818

：国立大学法人　三重大学

：杉村 芳樹、岩本 陽一、石井 健一朗

お問い合わせ先 国立大学法人　三重大学

社会連携研究センター 知的財産統括室

TEL: 059-231-5495

FAX: 059-231-9743

E-mail: chizai-mip@crc.mie-u.ac.jp