医学フォーラム 31 ＜部門紹介＞分子標的癌予防医学 Depar t mentofMol ec ul ar Tar get i ngCanc erPr event i on 教室の歴史と特色当教室は公衆衛生学教室として昭和 48年に発足し，消化器内科出身の初代教授川井啓市のもと，種々の予防医学研究を，基礎・臨床・社会医学的視点から広汎に展開してきた．平成 8 年に酒井敏行が教授に就任してからは，多くの企業の協力も得て発癌の基幹分子を標的とした独創的かつ先端的な癌の予防法，診断法，治療法の開発に取り組み，本学の大学院重点化に伴い「分子標的癌予防医学」（学部名：保健・予防医学教室予防医学部門）と改名して現在に至っている．この「分子標的癌予防医学」という名前の由来は，酒井が「分子標的予防」という新しい概念を提唱したことに始まる．この考え方は，予防医学研究の方法としては主に疫学的手法が中心であった時代に，その有用性は十分認めながらも，原因と結果の間がブラックボックスであったことに着目し，疾病の原因分子を標的とした予防医学の必要性を主張したことがきっかけであった．例えば，最近であれば，アンジェリーナ・ジョリー氏の乳癌の発癌感受性診断（体質診断）に対する予防的切除が話題となっているが，この「分子標的予防」の研究が進めば，切除までしなくとも「分子標的予防薬」の摂取により，発癌を防ぐことも可能になりうる．教室ではこのような研究を精力的に展開してきたが，この「分子標的予防」という考え方は，今では日本衛生学会などでも受け入れられ，本学発の新学問領域として広く認められている．前述のように，川井は本学消化器内科（旧第三内科）の出身であったため，発足当時は消化器内科医を中心とした臨床医が数多く集まり，臨床予防疫学系研究を軸に教室がスタートした．また，京都及び近隣の病院において臨床医として活躍しつつ，教室との共同研究により，国際的にも通用する数々の研究成果をあげてきた．その代表的な仕事として，京都第二赤十字病院院長を長く務めた中島正継らが世界で初めて開発に成功した「内視鏡的乳頭（括約筋）切開術（e nd o s c o pi cs phi nc t e r o pa pi l l o t o my ，EST）」などがある．一方，川井の興味は消化器系疾患だけでなく，衛生行政，癌，循環器疾患等々とどまるところを知らず，教室員を困惑させることもしばしばであった．しかしながら，そのようないわば「何をやっても良い（かも知れない）」雰囲気に共感して入ってきた多くの若者の中に現教授の酒井敏行だけでなく，現本学保健・予防医学教室公衆保健科学部門教授の渡邊能行，神戸大学内科学講座消化器内科学分野教授の東健，徳島大学ストレス制御医学教授の六反一仁，京都府立大学副学長の東あかね他，多種多様な人材が数多く集まり，「まるで梁山泊みたい」といわれる程の活況を呈した．酒井が教授に就任してからは，主要研究テーマは癌に絞り，前記のように癌に関する分子標的予防に関する研究を始め，大学院の名称も現在の「分子標的癌予防医学」にした．教室の研究テーマとしての標的分子は，殆どの悪性腫瘍において最終的に癌抑制遺伝子 RBが失活することから， RBを選択した．RBは予防だけでなく，診断や治療においても重要であることから，RBを中心とする癌の予防医学，診断学，治療学全般に関して，いずれも国内有数企業と多くの産学連携研究を行ってきた．このような多彩な研究を成就させるには，医学部の卒業者だけでは困難であるために，理学部，農学部他の出身者も数多く参加し，これら医学フォーラム 32 の研究を協力しながら行ってきた．一般的に異分野の研究者が集まるとまとまりを欠くことが懸念されるが，実際は異分野の研究者が集まったからこそ，独創性の高い仕事にチャレンジできた面を忘れてはならない．研究内容 1. 「RB再活性化スクリーニング」による新規 MEK阻害剤 t r amet i ni bの発見害日本発の癌分子標的薬として初めて米国 FDAに承認され， Dr ugDi s c over yoft he Yearに選ばれるまで害近年の当教室における最大の業績は t r a me t i ni b （商品名 Me ki ni s t ）が我が国発の癌分子標的薬として初めて FDAに昨年承認されたことであろう．t r a me t i ni bは 1990年代に酒井敏行が考案した「RB再活性化スクリーニング（p15誘導物質スクリーニング）」を用いて，J T医薬総合研究所と共同で見出した新規 MEK阻害剤である．この t r a me t i ni bは，BRAF変異進行性メラノーマの患者を対象に，2013年 5月に米国にて承認され，BRAF阻害剤を併用すれば奏効率 76％（完全奏効率 9％）を示すことが TheNe w Eng l a ndJ o ur na lo fMe d i c i neに報告された（N Eng lJMe d2012; 367: 1694703 ）．メラノーマは欧米では極めて頻度の高い癌でありながら，これまでの化学療法では奏効率がわずか 5％程度の極めて難治性の癌であったことを考えれば， t r a me t i ni bの奏効率は驚異的であり，2013年年頭の Na t ur eでは「今年注目すべきトピックス」の中において，癌領域では唯一，t r a me t i ni bが初めての MEK阻害剤として認可されるかも知れないという内容で紹介されたことや，最近 Br i t i s hPha r ma c o l o g i c a lSo c i e t yが t r a me t i ni bを Dr ugDi s c o v e r yo ft heY e a rに選んだことからも，国際的にも大きく注目されていることが改めて実感される．話は前後するが，t r a me t i ni bの発見をもたらした「RB再活性化スクリーニング」のコンセプトに至る前に，酒井は先ず RBを最初の癌抑制遺伝子としてクローニングしたことで知られるハーバード大学の Tha d d e usP． Dr y j aの研究室に留学した．今でこそ常識的な概念であるが， RB遺伝子に質的異常，即ち，エキソンの変異がなくとも，プロモーター領域の突然変異や過剰メチル化によりプロモーター活性が低下し，RB タンパク質の発現量が減少するだけで発癌に至ることを見いだした（Na t ur e1991; 353: 83-6,Am JHumGe ne t1991;48:880-8,Onc o g e ne1993; 8: 1063-7 ）．これらの中で過剰メチル化による RBプロモーターの失活の論文は京都府立医科大学に帰ってから独自に行ったものであるた医学フォーラムめ，癌抑制遺伝子の過剰メチル化による失活に起因する発癌の証明は日本発であるとされている．これらの結果から RBを始めとした癌抑制関連遺伝子の量的減少を低分子化合物を用いて代償することで，癌の治療や予防が可能ではないかと考え，それらの戦略を癌の「遺伝子調節化学予防」，あるいは癌の「遺伝子調節化学療法」と名付けた．実際，メラノーマにおいて失活している代表的な癌抑制遺伝子 p16の機能を代償すべく，そのファミリーである p15の発現を増強させる物質を c e l lb a s e dの系でスクリーニングを行い得られた化合物が他ならぬ前述の t r a me t i ni bであったわけである．さらに、次なる RBタンパク質を再活性化させる分子として p21と p27を選択し，それらの発現を増強する薬剤のスクリーニングを山之内製薬（現アステラス製薬）と中外製薬とそれぞれ行ったところ，前者により新規 HDAC阻害剤 YM753を同定し（オンコリスバイオファーマに導出後，前臨床試験中），後者により新規 RAF/ MEK阻害剤 CH5126766 （第 1相臨床試験中）の発見に至った（Ca nc e rRe s2013; 73: 405060 ）．これらのことから，t r a me t i ni bの発見が単なる偶然ではなく，「RB再活性化スクリーニング」が，癌の分子標的薬の創製において極めて理想的かつ合理的なスクリーニング系であることが示された．話はまだまだ尽きないが，詳細は他の総説（腫瘍内科 2013: 11; 591-7，科学評論社など）を参考にしていただくこととして，ここでは日本の産学連携でも工夫をすれば十分に国際的に注目されうる創薬が可能であることを特に強調しておきたい． 2. 「C2Pブレスト」の開発害乳癌などのテーラーメイド医療の実現に向けて次に RBタンパク質の機能に着目した癌の分子診断機器の開発について紹介したい．現在，実用化されている癌の診断の多くは形態学的診断である．この診断法が果たしてきたところは大きいが，鑑別診断においても万全でなく，予後診断，薬剤感受性においては大きな限界がある．そこで私達は，RBタンパク質の機能（細胞増殖抑制能）が失活することがヒト発癌機構に 33 おいて最も普遍的かつ重要な要因であるという大前提に立ち返り， RBタンパク質をリン酸化して，その機能を失活させるサイクリン依存性キナーゼ（CDK）の活性を直接測定することが癌の分子診断において最も本質的であると考えた．幸いシスメックス社という進取の気性に富み，かつ優秀な企業の努力のおかげで，数 mm 角程度の微量の生検材料からほぼ全自動で，しかも RIを使用しない CDK活性測定装置の開発に成功した．開発当初はこのプロトタイプを用いて，本学山岸久一前学長らの協力を得て，大腸癌，胃癌，食道癌において癌部と隣接する正常粘膜組織を用いて比較を行ったところ，約 8 割の症例の癌部において癌抑制遺伝子 RBタンパク質を失活させる CDK2活性が高いという結果が得られ，予想通り，CDK活性を測定することでヒトにおいて癌部と正常部が区別可能であることを証明した（Bi o c hi m Bi o phy sAc t a 2005; 1741: 22633 ）．さらに最近では，この装置を用いることにより得られる CDKプロファイルデータを基に抗癌剤の感受性予測や予後予測に関する研究が我が国や米国 M. D.And e r s o n Ca nc e rCe nt e rで実施されている．例えば，大阪大学乳腺・内分泌外科の野口眞三郎らの研究グループは，乳癌患者の予後予測因子として，この診断器械を用いた臨床検体に対する測定の結果，予後不良の患者群では CDK2の比活性が上昇していて，CDK2の比活性の測定が乳癌患者の予後予測因子として，統計的にも有用であることを報告している（AnnOnc o l2008; 19: 6872 ）．また M. D.And e r s o nCa nc e rCe nt e rの上野直人らは，抗癌剤 pa c l i t a x e l の感受性には，CDK1 活性，CDK2活性が関与していることを明らかにし（Mo lCa nc e rThe r2005; 4: 103946 ），さらに癌分子標的薬 e r l o t i ni b （EGFR阻害剤）の感受性には CDK2活性が関与していることを明らかにしている（Mo lCa nc e rThe r2007; 6: 216877 ）．特に早期乳癌の再発予測に関しては大規模スタディでも立証され，2012年よりついに早期乳癌に対する CDK1および CDK2の発現量および活性を測定する研究用アッセイサービス 34 医学フォーラム「C2Pブレスト（C2Pは c e l l c y c l epr o f i l i ngの略）」が始まることとなった．本学でも，泌尿器外科学教室の三木恒治，本郷文弥らが，腎癌でも同様の臨床研究を行い極めて有望な結果を得ている．これにとどまることなく現在，当教室では，他の抗癌剤・分子標的薬の感受性予測の研究を精力的に行っており，このテクノロジーは「癌における RBの失活程度を計るものさし」として，癌の征圧を目指す強力な診断システムに進化していくことが期待される． 3. 「究極の癌予防ジュース」プロジェクトさて RB活性に着目した治療戦略，診断技術の次は，当教室の名称の由来通り，「癌の分子標的予防法の開発」についてふれたい．現在，教室の増田光治を中心に，某大手食品企業と共同で，「究極の癌予防ジュース」の開発を精力的に行っている．夢のような，あるいは荒唐無稽な話のように聞こえるかもしれないが，i nv i t r oでの「RB再活性化を促す天然食品成分」のスクリーニングから，発癌モデルを用いたマウス実験を経て，ヒトを対象とした予防介入研究の実施までを具体的に計画している．プロジェクト遂行に必要なノウハウ，設備，人材は全て揃っており，計画は極めて順調に進行中である．ただし企業との契約上の守秘義務があり，具体的な内容については紹介できないのは残念であるが，私達は，そう遠くない将来，毎日おいしいジュースを飲みながら，癌を予防する時代が来ることを真剣に目指して，誠実に研究に取り組んでいる． 4. ベーシックサイエンスの研究も充実これまで企業との産学連携を中心に，RBを軸に据えた，癌の治療・診断・予防研究の概要について述べてきた．産学連携プロジェクトというと，時として華々しい世界のようにみられるが，私達の経験からしても，地道なベーシックサイエンスの探求心なしでは，このような応用研究が花開くことはないものと考えている．実際，当教室でも常に「癌とは何か」という原点に立ち返り，発癌メカニズムや分子薬理作用の解明研究も精力的に行っている．研究室の中はスタッフをサブリーダーとした小グループに分かれており，例えば，堀中真野の率いる研究グループは，抗腫瘍性サイトカイン TRAI Lの誘導メカニズムの解明に取り組んでいる．このグループは，ルイ・パストゥール医学研究センターにおいて，京都の伝統的漬物であるすぐき漬けから単離・同定された乳酸菌株が，ヒト末梢血単核球（PBMC）からの TRAI Lの発現量を mRNAレベルおよびタンパク質レベルで増強することを発見した（FEBSLe t t2010; 584: 57782 ）．乳酸菌は TRAI L以外にも I FNγならびに I FNαの発現をも誘導しており，また TRAI L 発現誘導効果が，I FNγブロッキング抗体， I FNαブロッキング抗体によって有意に抑制されたことから，乳酸菌刺激による I FN誘導を介して，TRAI Lの発現がプロモーターレベルから活性化されると考えている．この他，多くの癌予防成分や抗癌剤が TRAI L受容体 DR5の発現を増強することなどにより，癌細胞特異的にアポトーシスをおこすことを見いだしてきた．これらの研究業績は学会でも高く評価されており，堀中真野は若くして 2013年の日本衛生学会奨励賞を受賞した． 2009年より着任した飯泉陽介はケミカルバイオロジーを専門としており，着任早々より，自身が学んだ東京工業大学半田宏研究室で開発されたナノ磁性ビーズを用いたアフィニティーアッセイを駆使して，フラボノイドの一種， a pi g e ni nの結合タンパク質を 2個同定した．一つはリボソーム構成タンパク質である RPS9 で，a pi g e ni nは RPS9と直接結合することで G2/ M期停止を誘導するメカニズムを発見した（PLo S One2013; 8: e 73219 ）．第二の結合タンパク質は，ミトコンドリア内膜タンパク質の ANT2 で，a pi g e ni nと ANT2の結合が引き金となり， TRAI Lの細胞膜受容体である DR5が誘導されることを見出した（PLo SOne2013; 8: e 55922 ）．当教室はこれまでに数多くの天然化合物による抗腫瘍効果について報告してきたが，それらの化合物の直接の標的タンパク質の正体はほとんど知られておらず，抗腫瘍効果のメカニズムの詳細はブラックボックスであったが，ケミカル医学フォーラムバイオロジーの方法を導入することにより， a pi g e ni nの例のように，次々とそのブラックボックスの中身が明らかになることが期待される．2013年 4月から採用された渡邉元樹も元々は消化器内科医であったが，研究の魅力に取りつかれ，ケミカルバイオロジーの技術を習得し，現在は乳癌細胞におけるエストロゲンレセプターの発現制御メカニズムの解明研究に夢中になっている．以上のように，独創的なテーマに取り組んでいる若手スタッフの指導のもと，消化器外科，乳腺外科，産婦人科，泌尿器科，皮膚科，形成外科などの臨床医や，医学部以外で生命科学を学んだ大学院生らが，基本的な分子生物学の知 35 識と実験技術を習得しながら，和気藹々と各自の研究テーマに取り組んでおり，医学部の研究室の中では，たいへんユニークでバラエティー豊かなラボであるといえよう．以上，駆け足で当教室の研究内容の一部について紹介してきた．悪性腫瘍が我が国においても死因の第一位を占めるなかで，死因の低下に結びつくような発癌機構に立脚した本質的な研究は著しく遅れている現状を少しでも改善すべく，私達は，癌征圧のための予防・診断・治療の全てにわたり，これからもより一層研究に邁進していく所存であるので，今後とも夢のある癌研究を行いたい若者をおおいに歓迎したい．（敬称略）（文責：渡邉元樹）