まさかBCR-Abl阻害剤が筋萎縮を抑制するなんて！
静岡県立大学

食品栄養科学部教授 三浦 進司
2023年10月24日

1

骨格筋の萎縮高齢化に伴う骨格筋の萎縮(筋萎縮)が重大な社会問題となっている
サルコペニア

一次性・・・加齢が関連二次性・・・不活動、疾病が関連

廃用性筋萎縮
寝たきり
不活発な生活習慣
無重力状態

疾病、薬物の副作用など
１型糖尿病
悪性腫瘍
ステロイド脂質異常症改善など

有効な予防・治療方法がない
2

骨格筋の萎縮高齢化に伴う骨格筋の萎縮(筋萎縮)が重大な社会問題となっている
サルコペニア

一次性・・・加齢が関連二次性・・・不活動、疾病が関連

廃用性筋萎縮
寝たきり
不活発な生活習慣
無重力状態

FOXO1

疾病、薬物の副作用など
１型糖尿病
悪性腫瘍
ステロイド脂質異常症改善など

3筋萎縮を引き起こす転写因子FOXO1
FOXO1発現が増加すると筋萎縮が生じる

FOXO1
筋タンパク質の分解が促進
Y. Kamei, S. Miura, M. Suzuki et al. JBC(2004)

・FOXO-KOマウスを後肢懸垂すると筋重量低下が抑制される
L. Brocca et al. J. Physiol. (2017)

・FOXOの活性低下が悪液質時の筋萎縮を抑制する
S.A. Seed et al. FASEB. J. (2012)

FOXO1の抑制が筋萎縮抑制につながる
4

FOXO1阻害物質の探索
第一段階

第二段階

第三段階
筋サテラ イ ト 細胞由来骨格筋細シリ コ ーン
胞細胞内タ ン パク 質中の35[ S]-M et量筋萎縮モデル筋管細胞化合物ラ イ ブラ リ ー
231.5

タ ン パク 質分解が促進
10.5

収縮

弛緩0FOXO11

FOXO1-2電気刺激((シワ測定
収縮する 力レポータ ージーンアッ セイ による簡易スク リ ーニング

C2 C1 2 培養骨格筋細胞による筋萎縮抑制評価

筋サテラ イ ト 細胞由来骨格筋細胞を用いた筋収縮力改善評価
5第一段階スクリーニング
Protein Kinase Inhibitor
Screening (KIS) library

279種類

FOXO1評価系

KIS-1546

既存のFOXO1阻害化合物との比較

Luc activity(%)

IC50 (µM)
0.593
6.863
61.444.519

AS17 (AS1708727)とAS18(AS1842856)は、アステラス製薬が開発したFOXO1
阻害物質

被験物質濃度 (log M)

7

第二段階スクリーニング
マウス骨格筋由来C2C12細胞
KIS-154（1 µM）

筋芽細胞

筋管細胞分化誘導

筋萎縮モデル
筋管細胞萎縮作用

Dexamethasone(DEX, 1 µM)

測定8第二段階スクリーニング

筋管細胞径KIS-154はDEXによる筋管細胞径の減少を抑制した
Mean ± SE. 異符号間で有意差あり

9第三段階スクリーニング
マウス初代培養骨格筋細胞
電気刺激を与えると・・・

Pulse generator

Manabe. Y, et al., PLoS One. 2012

電気的に収縮する力を発揮させることができる

10

第三段階スクリーニング
骨格筋細胞の収縮力をシワの長さとして評価
シリコーン

＜上面図＞

シワ

横向きの力
＜側面図＞

硬い表層

シワ

横向きの力

柔らかい層

シリコーン

日本物理学会誌、大園拓哉、2015（一部改変）
11

第三段階スクリーニング
骨格筋細胞の収縮力をシワの長さとして評価
電気刺激

シリコーン
骨格筋細胞

シワ

収縮
弛緩
収縮する力

筋細胞の収縮力をシワの長さで評価できないか？
12

第三段階スクリーニング
骨格筋細胞の収縮力をシワの長さとして評価

プラズマ照射60秒

シリコーン硬さ
4番目

カバーガラス13

第三段階スクリーニング
骨格筋細胞の収縮力をシワの長さとして評価
シワ抽出動画
シワの総延長（ピクセル）
シワの総延長（ピクセル）

2000
2000

1500
1500
1000
1000

シワの計測

500
50000
1 33 3949
2 58
1 10 17 20653

8177 4 9796 5時間（sec）
時間（sec）：抽出したシワ：

Force index
14

第三段階スクリーニング
DEX誘発性筋萎縮へのKIS154の効果

15

第三段階スクリーニング
悪液質モデルへのKIS154の効果＊ ＊Control

Control+KIS-154＊ ＊1.4＊ ＊＊LLC

Force Index(A.U.)

1.2

LLC+KIS-154

1.0

-30%

0.8
0.6-69%0.4
0.2

IS-154

LL
C

LL
C+
Kl+
tro
Con

N ikon対物レンズ20倍

Control

KI
S…

0One-way Anova(Bonferroni)n= 8（基板）,＊︓p< 0.05, ＊＊︓p< 0.01•••

LLCはControl, Control+KIS条件に対して筋萎縮が認められた。
LLC+KISはControl+KIS条件に対して筋萎縮が認められたが、LLCと比べて筋萎縮を予防する効果が有意に認められた。
KISを48時間添加すると、細胞の密度に大きな変化はなかった。また、48時間萎縮の誘導後にKISを添加しても、細胞の形状は萎縮の様相を示したが、LLCに比べてKISを添加すると実験時の収縮の動きが大きくなることを観察した。

16

KIS154の作用機序
DEXメカニズム

FOXO1？

KIS-154

筋タンパク質分解筋萎縮

17KIS154の作用機序
MG132 ： プロテアソーム阻害剤

Relative
intensity

Relative
intensity

KIS154はプロテアソーム系を介してFOXO1タンパク質の分解を促進した

DEX ➖ ➖ ➕ ➕
KIS154 ➖ ➕ ➖ ➕
MG132 ➖ ➖ ➖ ➖

DEX ➖ ➖ ➕ ➕
KIS154 ➖ ➕ ➖ ➕
MG132 ➕ ➕ ➕ ➕
Mean ± SE. 異符号間で有意差あり

18

KIS154の作用機序
ユビキチン化酵素DEX ➖➖➕➕
KIS154 ➖➕➖➕
MG132 ➖➖➖➖

➖➖➕➕
➖➕➖➕
➖➖➖➖

オートファジー促進

DEX ➖➖➕➕
KIS154 ➖➕➖➕
MG132 ➖➖➖➖
Mean ± SE. 異符号間で有意差あり

19

KIS154の作用機序
DEX

プロテアソームによるFOXO1の分解促進

FOXO1
FOXO1

KIS-154

筋萎縮関連遺伝子（atrogin-1, MuRF1, LC3B）

筋タンパク質分解
筋タンパク質分解
筋萎縮20新技術の特徴・従来技術との比較• 筋萎縮を引き起こすFOXO1の活性を抑制する低分子化合物KIS-154を発見した。
• KIS-154は培養骨格筋細胞の萎縮や収縮力低下を改善する効果を示した。
• KIS-154はプロテアソーム系を介してFOXO1タンパク質の分解を促進した。
• 低分子化合物の投与が筋萎縮の予防や治療に有効である可能性を示すことができた。
21

想定される用途• KIS-154は臨床開発中の抗がん剤（BCRAbl阻害剤）であることから、筋萎縮の治療薬としての用途が考えられる。
• すでに第一相試験を終了しており、ヒトへの投与経験がある。
• がん悪液質に伴う筋萎縮、薬物治療や疾患、長期間のベッドレストなどによる二次性筋萎縮の治療剤としての用途が考えられる。
22

実用化に向けた課題• 筋萎縮モデルマウスでの有効性の確認。
• 投与方法・投与量の最適化。
• 物質特許の取り扱い。

23

企業への期待• KIS-154を見出したスクリーニング方法を用いて、別の有用物質を見出している。
• 筋萎縮の予防や治療に注力している、企業との共同研究を希望。

24

本技術に関する知的財産権• 発明の名称︓
FOXO1阻害剤及び筋萎縮の抑制・改善用組成物• 出願番号 ︓特願2023-023269• 出願人︓静岡県公立大学法人、京都府公立大学法人、東京都公立大学法人、国立大学法人大阪大学• 発明者︓三浦進司、守田昭仁、浅井章良、亀井康富、眞鍋康子、出口真次
25

お問い合わせ先
静岡県立大学
教育研究推進部 地域・産学連携推進室
ＴＥＬ ０５４－２６４－５１２４
e-mail renkei＠u-shizuoka-ken.ac.jp

26