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北里大学 薬学部
微生物薬品製造学教室
教授 供田 洋
低・中分子創薬候補の提案
2
ラノステロール
細胞壁タンパク合成
DNA 合成核酸合成
RNA 合成
1,3-β-D-glucan 合成阻害
エルゴステロール
ポリエン系薬剤(Amphotericin B)
キャンディン系薬剤(Micafungin, caspofunginなど)
Inhibit DNA synthesis
エルゴステロールに結合し真菌細胞膜を障害
細胞膜
ピリミジン系薬剤(Flucytosine など)
DNA 合成阻害
アゾール系薬剤(Miconazole, fluconazole など)
エルゴステロール合成阻害
提案（１）抗真菌薬アムホテリシン B の抗真菌活性を増強する低中分子化合物
• 真菌症は臓器移植といった高度医療の増加、後期高齢化社会の到来による高齢者の増加から今後さらなる増加が予想される。
• 臨床で使用されている抗真菌薬はその数が少なく、また耐性菌の出現等により新たな薬剤が求められているが、その開発は進んでいない。
3
副作用腎毒性
低カリウム血症
広い抗菌スペクトル
強力な抗真菌活性
利点
欠点
アムホテリシン B (AmB)
+ 増強物質
AmB の利点を保持したまま、この欠点の軽減させるような、AmB 抗真菌活性増強物質 (低・中分子化合物) を微生物資源より探索した。
• アムホテリシンB (AmB) は上市されている薬の中で、唯一殺菌的に働き、また抗真菌スペクトルも広い。しかし、副作用による投与量の制限が最大の問題である。
4
Simpotentin Nectriatide
• 真菌 Simplicillium minatense FKI-4981 の培養液より simpotentin を発見。
• 真菌 Nectriaceae sp. BF-0114 の培養液より nectriatide を発見。
Uchida R. et al. J. Antibiot. In press (2019)
• 両化合物共に、単独では抗真菌活性を示さず、病原性真菌 Candida albicans に対する AmB の抗真菌活性を 8 倍以上増強した。
MICa) with A (Ratiob))Simpotentin (A) orNectriatide (B)
None
2.0 µg/mL4.0 µg/mL8.0 µg/mL
16 µg/mL 32 µg/mL
0.50
0.250.250.25
64 µg/mL
0.250.130.063
(1)
(2)(2)(2)(2)(4)(8)
0.50
0.250.250.130.0630.0310.031
(1)
(2)(2)(4)(8)
(16)(16)
＋
MICa) with B (Ratiob))
b) Ratio (MICAmB /MICAmB + A or B)a) MIC; Minimum inhibitory concentration of 90% growth of C. albicans (µg/mL)
5
想定される用途
• 得られた化合物 simpotentin や nectriatideは、AmBの使用量 (投与量) を軽減することができ、副作用の軽減につながると期待される。
6
実用化に向けた課題
• 現在、in vitro レベルで、様々な真菌に対するAmB活性増強の有無とその作用メカニズム解析が研究中心である。
• 今後、マウスなどの動物レベルでの in vivo 効果やより優れた誘導体を求めた合成展開が必要である。
7
企業への期待
• 生物活性や物性 (溶解性など) の向上を目指した誘導体合成
• マウスなどを用いた動物実験
• ライセンスアウト
8
• 発明の名称：抗真菌薬に対する活性増強作用を有する新規環状ペプチド化合物及びその製造方法
• 出願番号：特願2017-009691、特開2018-118912
• 出願人：学校法人北里研究所
• 発明者：供田洋、内田龍児、福田隆志、長井賢一郎
• 発明の名称：抗真菌薬に対する活性増強作用を有する新規化合物及びその製造方法
• 出願番号：特願2017-004266、特開2018-111670
• 出願人：学校法人北里研究所
• 発明者：供田 洋、内田龍児
提案(1)に関する知的財産権
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提案（２）結核菌や非結核性抗酸菌の生育を阻害する低中分子化合物
スクリーニング戦略1)
微生物培養液サンプル
生育阻害活性を示したサンプル
LC-MS/MS によるMSネット
ワーク解析2,3)
非結核性抗酸菌(Mycobacterium avium、M. intracellulare や M. smegmatis など)
ユニークな二次代謝産物が含まれているサンプル
2) Wang M. et al. Nat Biotechnol., 34, 828 (2016).3) Dimitrios J F. et al. Metabolomics, 12,145 (2016).
候補化合物
カイコを用いた簡易in vivo評価
324.591
279.342413.479
623.843
308.618258.143
655.998
287.202
339.238
221.272
369.479
232.657
258.105
426.628
487.721
288.427
457.76
492.523227.386
497.552
1129.39
291.429
762.857
425.5941274.24
247.363
464.87
168.984
426.576
168.994
1168.4
663.861
637.694
263.469
120.273
408.638
309.312
325.358132.319
247.333
560.845
358.58
331.642
456.561344.476
332.511
470.287
399.724
499.428
509.721
482.439
399.578
482.175
469.469
503.638
619.708
645.82
631.429
518.421
743.751
675.947
217.211
715.814
416.473
595.53
463.657
551.714
375.556
507.696
419.669
397.678
639.748
375.636
683.804
468.884
312.526
540.951
440.832
256.514
568.955
303.751
426.841
284.474
1295.79
603.635
1296.13
590.777
310.65
546.811 617.679
370.473 683.715
316.573
827.535
313.549
519.289
387.243
338.741
647.05
715.796
802.204
370.206
321.64
355.603
357.439
815.828
767.829
373.619
854.041
331.339
479.809
788.444
1613.94
217.193
215.379
223.969
261.335
217.21
215.204
261.31
478.984
451.109
1134.17
MS/MS データをクラス分けし、ク
ラスターを作成し、新規性の高いサンプルを順位付けする。
1) Koyama N and Tomoda H, J. Antibiot., 72, 54 (2019)
10
想定される用途
• 本スクリーニング戦略で１位にランキングされた放線菌培養液から得られた新規化合物は、現在AMEDで創薬ブースターとして研究を推進している。
• その他の候補化合物についても、非結核性抗酸菌症に対して効果が期待できる。同様に、結核に対しても効果が期待できる。
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実用化に向けた課題
• 現在、in vitro レベルで、非結核性抗酸菌 (M. avium や M. intracellurare など) に対する
生育阻害活性を評価し、カイコを用いた簡易感染モデル評価も進めている。
• 今後、マウスなどの動物レベルでの in vivo 効果やより優れた誘導体を求めた合成展開が必要である。
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企業への期待
• 生物活性や物性 (溶解性など) の向上を目指した誘導体合成
• マウスなどを用いた動物実験
• ライセンスアウト
13
提案（３）ステロールアシル転移酵素SOAT2選択的阻害剤ピリピロペン
ステロールO-アシル転移酵素
(SOAT) は、これまで、脂質異常
症や動脈硬化の薬剤標的酵素と
して、長年期待されていた。しかし
、合成剤を中心に、数多くの阻害
剤が開発されてきたが、未だに実
用化に至っていない。
そのような中、SOAT には 2 種
類のタイプ SOAT1 と SOAT2 が存在し、その生体内での働きは異
なることがわかってきた。脂肪肝
の予防及び治療には、小腸及び
肝臓に特異的な SOAT2 選択的
阻害剤の開発が重要である。
ステロールO-アシル転移酵素SOATについて
14
K-604(Phase II, Kowa)
1) Lada, A. T. et al., J. Lipid Res., 45, 378 (2004)2) Ikenoya, M. et al., Atherosclerosis, 191, 290 (2007)3) Kitayama, K., et al., Eur. J. Pharmacol., 540, 121 (2006)
Inhibitor IC50 for CE synthesis (mM) SI*Macrophage SOAT1 SOAT2Microbial origin
Pyripyropene A >80 >80 0.07 > 3.00Purpactin A 4.5 2.5 1.5 0.23Glisoprenin A 12 4.3 10 - 0.37Terpendole C 2.5 10 10 0.00Beauveriolide I 0.78 0.6 20 - 1.52Beauveriolide III 0.41 0.9 >20 < -1.35Beauvericin 0.13 2.0 0.7 0.46
Synthetic originCL-283, 546 0.035 0.1 0.09 0.05Wu-V-231) - 0.01 1.5 - 2.18Avasimibe2) - 18.7 19.1 0.00Pactimibe3) - 8.3 5.9 0.15K-6042) - 0.45 102 - 2.36
*Selectivity index (SI): log IC50 SOAT1 / IC50 SOAT2
Pactimibe (CS-505)(Phase III, Sankyo)
Avasimibe (CI-1011)(Phase II, Pfizer)Pyripyropene A
SOAT阻害剤のSOATアイソザイムに対する選択性
vvこれまで数多くのSOAT阻害剤が開発されてきたが、ピリピロペンA (PPPA)
は世界で初めてのSOAT2選択的阻害剤である。さらに、動脈硬化発症モデルマウスにて、毒性を示すことなく、脂質低下作用と抗動脈硬化作用を証明した。
15
ピリピロペンA誘導体の合成戦略
Pyripyropene A (PPPA)
193 誘導体
14 誘導体
3 誘導体
短期 in vivo 試験
長期 in vivo 試験
SOAT2に対する阻害活性と選択性代謝酵素に対する安定性
PRD017, PRD056, PRD125
誘導体の中から、PPPAより優れた誘導体の創製に成功した。これらは、PPPAより低用量で動脈硬化を抑制し、脂肪肝の進展も強力に抑えた。vv
16
ピリピロペンA 構造の簡略化へ (簡略化誘導体)
PPPAの全合成研究から、A環を除いた簡略化誘導体の創製に成功した。
BA C
DerivativeIC50 for CE synthesis (mM)
SI*SOAT1 SOAT2
A > 23.5 > 23.5 -B > 22.0 3.4 > + 0.81C 8.0 0.07 + 2.06PPPA > 80.0 0.07 > + 3.00PRD125 > 72.8 0.012 > + 3.79
*Selectivity index (SI): log IC50 SOAT1 / IC50 SOAT2
vv
PPPA PRD125
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想定される用途
• ピリピロペン誘導体 (PRD125、PRD017およびPRD056) については、動脈硬化症や高コ
レステロール血症などの脂質異常症だけでなく、脂肪性肝疾患に対する予防治療薬として期待できる。
• SOAT2選択的阻害としての first-in-classの創薬に発展する。
18
実用化に向けた課題
• 今後、PRD125もしくはPRD017について、ADMEや安全性試験を進めたい。
• 簡略型誘導体については、疾患モデル動物を用いて、in vivo 効果を証明する。
• ライセンスアウト
19
企業への期待
• ADMEや安全性試験を行ない、臨床試験(フェーズI)を目指したい。
• 生物活性や物性 (溶解性など) 向上を目指した簡略型誘導体のさらなる合成展開
• ライセンスアウト
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提案(3)に関する知的財産権(1) 発明の名称：ACAT2阻害活性を有するピリピロペン誘導体
発明者：供田洋、長光亨、大村智、Lawrence Rudel
出願番号：特願2007-331444、PCT/JP2008/073501、WO/2009/081957
出願人：学校法人北里研究所
(2) 発明の名称：ACAT2阻害活性を有する水酸基含有ピリピロペン誘導体
発明者：供田洋、長光亨、松田大介、大城太一、大多和正樹、大村智
出願番号：特願2009-148718、PCT/JP2010/060461、WO/2010/150739
出願人：学校法人北里研究所
(3) 発明の名称：ACAT2阻害活性を示す代謝酵素に安定なピリピロペン誘導体
発明者：供田洋、長光亨、松田大介、大城太一、大多和正樹、大村智
出願番号：特願2010-82784、PCT/JP2011/057336、WO/2011/122468
出願人：学校法人北里研究所
(4) 発明の名称：コレステロールアシル転移酵素アイソザイム2 (ACAT2) 阻害活性を有する新
規医薬化合物
発明者：供田洋、大多和正樹、大村智、長光亨
出願番号：特願2014-129126、PCT/JP2015/67636、WO/2015/198966
出願人：学校法人北里研究所
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提案(3)に関する文献< ピリピロペンの発見 >
・ Omura S. et al., J. Antibiot., 46, 1168 (1993)
・ Tomoda H. et al., J Antibiot., 47, 148 (1994)
・ Kim YL. et al, J. Antibiot., 47, 154 (1994)
< 天然物ピリピロペン類及びその誘導体の SOAT2
に対する選択性 >
・ Lada AT. et al., J. Lipid Res., 45, 378 (2004)
・ Ohshiro T. et al., J. Antibiot., 60, 43 (2007)
・ Ohshiro T. et al., J. Antibiot., 61, 503 (2008)
< ピリピロペンAの動物実験 >
・ Ohshiro T. et al., Arterioscler. Thromb. Vasc.
Biol., 31, 1108 (2011)
< ピリピロペンAの in vitro 代謝 >
・ Matsuda D. et al., J. Antibiot., 68, 27 (2015)
< ピリピロペン誘導体 (第２世代誘導体) の合成 >
・ Ohtawa M. et al., Bioorg. Med. Chem. Lett.,
23, 1285 (2013)
・ Ohtawa M. et al., Bioorg. Med. Chem. Lett.,
23, 2659 (2013)
・ Ohtawa M. et al., Bioorg. Med. Chem. Lett.,
23, 3798 (2013)
< ピリピロペン誘導体の動物実験 >
・ Ohshiro T. et al., J. Pharmacol. Exp. Ther.,
355, 299 (2015)
・ Lopez AM. et al., J. Pharmacol. Exp. Ther.,
355, 159 (2015)
< ピリピロペン誘導体 (第３世代誘導体) の合成 >
・ Ohtawa M. et al., ChemMedChem., 13, 411 (2018)
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