上皮分化異常に対する 高効能で低副作用の治療・予防薬

関西学院大学 理工学部 生命科学科

教授 平井洋平

今回の提案する物質

環状ペプチド2種EPn1、ST4n1

特徴

高効果、低副作用が期待できる新規化合物

：新しい創薬のストラテジーをもとに開発

EPn1 : 角質化促進ST4n1 : 角質化抑制

用途 皮膚など体表面での分化異常を正常化させる医薬、医薬部外品ならびに化粧品の原料

従来製品との差別化ポイント

EPn1EPn1 ST4ST4ｎ１ｎ１

研究背景

・一方で、近年、新たに上市される新規医薬が激減

・高齢化社会突入により医薬品の市場増大

新しい新しい創薬ストラテジー創薬ストラテジーを基にしたを基にした新規医薬品新規医薬品が必要が必要

・分子標的医薬が有力視：・抗体医薬・ペプチド医薬・核酸医薬

・高効能・低副作用のものが設計できるか

ポイント

・どの疾患をねらうか

例）外皮用薬（乾癬、ニキビ、アトピー性皮膚炎、強皮症など） ：50億ドル～ （世界）：1300億円～（日本）

・化合物ライブラリー

↓

・効能でスクリーニング

↓

・リード候補取得

↓

安全性検査

構造最適化

↓

・前臨床・臨床試験

一般的な創薬プロセス

従来技術とその問題点

分子標的の創薬プロセス

・生理活性物質とそのシグナル 関連分子を標的にした医薬品 設計

膨大なコストと時間が必要

【最大の問題点】副作用・安全性で殆どが脱落してしまう

開発に先立ち、開発に先立ち、効果・安全性の予測ができないか効果・安全性の予測ができないか

新技術の特徴（新概念の創薬ストラテジー）

データベース解析・論文調査により、効果・安全性を予測できる標的（生理活性物質）と開発物質を選定してから開発に着手

標的（生理活性物質）の選定手順

病変部位での発現が

正常マウスに発現誘導すると

正常マウスに遺伝子破壊すると

阻害剤（アンタゴニスト）

増加

異常なし

病変出現

ほぼ変化なし

重篤な異常

ほぼ変化なし

減少病変出現

ほぼ変化なし

重篤な異常

ほぼ変化なし

活性化剤（アゴニスト）

STO

P

STO

P

STO

P

STO

P

STO

P

原因物質か 安全か

安全か 原因物質か

狙いの開発物質

① ② ③

✂

細胞外

phosphatidylserine

phospholipid

p40 Syt

Annexin II

H246- -E245分泌型エピモルフィン

エピモルフィン

細胞内

sytAnnexin II

刺激刺激

Ca++ 流入

標的（生理活性物質）の候補 エピモルフィン

Hirai Y et al. Cell (1992)Hirai Y et al. J Cell Biol (1998)Hirai Y et al. J Cell Sci (2007)

新技術の基となる研究成果・技術

Radisky D et al. Nature Review. Mol. Cell Biol (2009)

代表的な論文

最近の総説

種々の細胞の挙動制御

標的（生理活性物質）の選定①

エピモルフィン

①

⇒上皮細胞の増殖・分化が過剰に起こる部位で増加する

繊維化の進む領域（肺）

Respir Res. 16;6:6. (2005)J Gastroenterol Hepatol. 20, 1769-80 (2005)

尿管閉塞（腎臓）

ＵＶ刺激した皮膚

J Invest Dermatol. 128, 1884-1893 (2008)

Rel

ativ

e ep

imor

phin

/GA

PDH

mR

NA

le

vel

Sham 3D-UUO 10D-UUO01234

** **

尿管閉塞

病変部位での発現が

エピモルフィン

②

J.Cell Biol. 152,911-921 (2001)

エピモルフィン

Cell 69, 471-481 (1992)

肺すい臓 + エピモルフィン

A

P

D V

A

PEpimorphin-COS7

Mock-COS7

Dev Biol. 291. 25-37 (2006)

正常マウスに発現誘導すると⇒分化・形態異常がみられる

（病変出現）

標的（生理活性物質）の選定②

乳 腺 エピモルフィン

J. Cell Biol 153, 785-794 (2001)

表皮角化細胞の分化異常

② 正常マウスに発現誘導すると

⇒分化・形態異常がみられる（病変出現）

エピモルフィン

J Invest. Dermatol128, 1884-1893 (2008)

標的（生理活性物質）の選定②

エピモルフィン対照

FASEB J 17, 2037-2047 (2003)

過剰発毛

エピモルフィン

⇒重篤な異常なし。むしろ、癌になりにくくなる

J Clin Invest 120, 2081-2093 (2010)

エピモルフィン活性を病巣部以外で抑えても大丈夫！

正常マウスに遺伝子破壊すると③

癌化誘導剤による癌形成

標的（生理活性物質）の選定③エピモルフィン

選定した標的と狙いの開発物質

①皮膚病変で発現・分泌量が増加②正常マウスに強制発現で病変出現③正常マウスに発現抑制してもほぼ異常なし

標的：：エピモルフィン

増加 病変出現

ほぼ変化なし

重篤な異常

ほぼ変化なし阻害剤（アンタゴニスト）

STO

P

STO

P

原因物質のひとつと考えられる

アンタゴニストは安全と考えられる

病変部位での発現が

正常マウスに発現誘導すると

正常マウスに遺伝子破壊すると

① ② ③

開発物質：エピモルフィンのアンタゴニスト

狙いの開発物質

対象疾患とアンタゴニストの分子形状

投与部位付近のみで効くこと（さらに安全性を向上させる）

全身に拡散しにくい事

投与部位を限定：外用で表皮、表皮付属物、角膜をねらう

皮膚の場合は浸透できることが要件

投与後速やかに失活もしくは分解し易い事

薬剤形体を配慮：：分解性化合物、ペプチド性薬剤をねらう

外用（皮膚・角膜疾患）目的のペプチド性アンタゴニストアンタゴニスト

エピモルフィン

結合試験

ペプチド性アンタゴニスト取得の試み

断片化と活性中心の抽出

ペプチド合成

配列改変体の系統的調製

コンピュータ構造解析

receptor

活性抑制活性抑制

競合

内在性エピモルフィン

EPn1

動物試験

構造固定

ペプチド性のアンタゴニスト

EPn1

エピモルフィンエピモルフィン

活性中心

EPn1EPn1

-SIEQSC- 種々の長さのアミノ酸リンカー

＋SS結合を利用した環状化

helix a /b/c SNARE TM

エピモルフィンのペプチド性アンタゴニストEPn1の創製

エピモルフィンのアンタゴニストEPn1

オレイン酸添加：(ニキビモデル)

ヒト表皮細胞での評価

Calcium Ionophore

cornified cellenvelop formation (CCE)

角質化細胞の定量

EPn1EPn1

表 皮 細 胞 の 角 質 化 率

＋エピモルフィン ＋オレイン酸

＋EP

n1

＋EP

n1

不飽和脂肪酸過多⇒⇒エピモルフィン ⇒ 角質不全

EPn1EPn1

エピモルフィンのアンタゴニストEPn1

オレイン酸

EPn1で

不全角化が治癒（角質化促進）

副作用は見られない

不飽和脂肪酸で角化異常を誘導

（エピモルフィン分泌ＵＰ）

＋EPn1

へアレスマウスでの評価

エピモルフィンのファミリー蛋白質

表皮により多く発現するSTX4

もう一つのターゲット

表皮

真皮

表皮

真皮

エピモルフィン STX4

STX4のアンタゴニストST4n1の創製

エピモルフィンエピモルフィン

STX4STX4

エピモルフィン SIEQSCSTX4 AIEPQK ?

活性中心

helix a /b/c SNARE TM

EPn1 ST4n1

コントロール

エピモルフィン STX4

**

**

**

**

Calcium Ionophore

cornified cellenvelop formation (CCE)

角質化細胞の定量

表皮細胞の角質化率

STX4 ⇒ 角質過形成

EPn1とST4n1の角質化に及ぼす影響

EPn1 ST4ｎ１ST4ｎ１

エピモルフィン

STX4

正常皮膚正常皮膚 角質層の過形成角質不全

不飽和脂肪酸過多など

恒常的刺激など

EPn1EPn1 ST4n1ST4n1ST4n1

EPn1とST4n1の期待される効果

実用化に向けた課題

・ データのさらなる蓄積が必要（動物実験等を実施中）

・ ヒト皮膚への浸透性検証（分子量が約８００～９００）（環状なので分子量のわりにコンパクトのはず）

（荒れた皮膚には十分浸透可能か）

• 生体外での安定性確認（直鎖状の元ペプチドの安定性は確認済：加速試験でも問題なし）

想定される用途

・皮膚疾患、角膜疾患治療の外用剤

・化粧品の原料

企業への期待

・まず、共同研究を開始し、商品化を目指した共同開発へ商品化を目指した共同開発へ

・ 医薬品、医薬部外品（化粧品を含む）を扱う業界

（生体内安定性を付与できればその他の疾患にも適応可能）

想定される業界

本技術に関する知的財産権・文献

● 発明の名称：環状ペプチド化合物またはその薬理的に許容される塩およびその製造方法

公開番号 ：WO２０１２/００５３１３

発 明 者：平井洋平、奥川洋司

● 発明の名称：環状ペプチド化合物またはその薬理的に許容される塩、その製造方法、

及びその用途

出願番号 ：ＰＣＴ／ＪＰ２０１２／０６２５１３

発 明 者 ：平井洋平、中島喜一郎、葛野菜々子

・葛野菜々子、平井洋平 上皮分化異常を伴う疾患に対する高効率で低副作用の治療・予防薬

化学工業 Vol.63 No.4 2012年 P16-21

・Kadono N, Miyazaki T, Okugawa Y, Nakajima K and Hirai Y. The impact of extracellular Syntaxin4 on

HaCaT keratinocyte behavior. Biochem. Biophys. Res. Commun. 417; 1200-1205, (2012).

・Okugawa Y, Bascom J, and Hirai Y. Epimorphin-derived peptide antagonists remedy epidermal

parakeratosis triggered by unsaturated fatty acid. J. Derm. Sci. 59:176-183 (2010)

【知的財産権】

【文献】

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