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Development of a new treatment for Alzheimer's disease targeting GM1 ganglioside

Research Project

Project/Area Number 18K15369
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

Kajihara Ryutaro  熊本大学, 大学院生命科学研究部(保), 助教 (00738221)

Project Period (FY) 2021-11-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsアルツハイマー病 / GM1ガングリオシド
Outline of Research at the Start

本研究は、大きく分けて次の点からなる。①治療薬候補のニューロンに対する有効性を確認するために、患者iPS細胞 から分化させたニューロンを候補薬剤で処理して同様にAβの産生が減少するか、また、FM1-43を用いてニューロンの細胞機能が改善するかをin vitroで調べる。②候補薬剤のin vivo での効果について明らかにするため、ADモデルマウス(5xFAD)に候補薬剤を投与後、脳内Aβ量を定量し、in vivo でもAβ蓄積を軽減する作用があるかを調べる。また、モデルマウスの行動解析により、機能的にも症状を改善できるかを調べる。

Outline of Final Research Achievements

Alzheimer's disease (AD) accounts for 60-70% of all dementias and has the highest financial cost in developed countries. The aggregation and accumulation of peptides called Aβ in the brain is thought to be the pathogenic mechanism of this disease, but no fundamental treatment has been established so far, and only symptomatic treatment is available. In recent years, it has become clear that a glycolipid called GM1 ganglioside (GM1), which exists on the surface of neuronal cell membranes in AD patients, promotes Aβ aggregation and is deeply involved in the pathogenesis of AD. In this study, we will develop a new therapeutic drug for AD with a novel mechanism of action targeting GM1 and elucidate the function of GM1 in the pathogenesis of AD by using iPS cell technology.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

家族性AD患者からiPS細胞を樹立し神経細胞へと分化させることによって、in vitroでヒト神経細胞を解析でき、種の違い・アーティファクト等の問題を起こしにくい実験系を確立した。また、根本的な治療薬が存在しない本疾患において、GM1をターゲットとして新規治療薬開発を行うことは非常に独創的である。さらに、GM1ガングリオシドーシス患者由来iPS 細胞を用いたスクリーニング系により、GM1を抑制する化合物を世界で初めて発見したことは非常にインパクトが大きい。本研究によって今までにない作用機序によるAD治療薬を開発でき、将来的に医療現場における患者のQOL の向上に貢献できる。

Report

(3 results)
  • 2022 Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results) (of which Overseas: 4 results)

  • [Journal Article] Novel Drug Candidates Improve Ganglioside Accumulation and Neural Dysfunction in GM1 Gangliosidosis Models with Autophagy Activation2020

    • Author(s)
      Ryutaro Kajihara, Tadahiro Numakawa, Haruki Odaka, Yuji Yaginuma, Noemi Fusaki, Toshika Okumiya, Hirokazu Furuya, Seiji Inui, and Takumi Era
    • Journal Title

      Stem Cell Reports

      Volume: 14 Issue: 5 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2020.03.012

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Presynaptic Dysfunction in Neurons Derived from Tay-Sachs iPSCs.2019

    • Author(s)
      Matsushita K, Numakawa T, Odaka H, Kajihara R, Soga M, Ozasa S, Nakamura K, Mizuta H and Era T.
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 414 Pages: 128-140

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2019.06.026

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] プロテインホスファターゼはIgEクラススイッチを促進する2019

    • Author(s)
      田邊香野, 梶原隆太郎, 乾誠治
    • Organizer
      第9回 日本プロテインホスファターゼ研究会 学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 江良択実, 梶原隆太郎, 沼川忠広, 曽我美南2019

    • Author(s)
      疾患由来iPS 細胞を使った疾患解析と薬剤開発
    • Organizer
      第67回日本輸血・細胞治療学会学術総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Drug development for GM1 gangliosidosis using the patient-derived iPS cells2019

    • Author(s)
      Ryutaro Kajihara
    • Organizer
      The 18th Congress of the Japanese Society for Regenerative Medicine
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] iPS細胞技術を用いたGM1ガングリオシドーシスの解析・薬剤開発2019

    • Author(s)
      梶原 隆太郎, 沼川 忠広, 小高 陽樹, 奥宮 敏可, 古谷 博和, 江良 択実
    • Organizer
      第18回 日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Drug development for GM1 gangliosidosis using the patient-derived iPS cells2019

    • Author(s)
      Ryutaro Kajihara, Tadahiro Numakawa, Haruki Odaka, Takumi Era
    • Organizer
      The 18th Congress of the Japanese Society for Regenerative Medicine
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] iPS細胞技術をいたGM1ガングリオシドーシスの解析・薬剤開発2019

    • Author(s)
      梶原 隆太郎, 沼川 忠広, 小高 陽樹, 奥宮 敏可, 古谷 博和, 江良 択実
    • Organizer
      第18回 日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Tay-Sachs病患者由来の人工多能性幹細胞から誘導した神経細胞における、神経機能異常2018

    • Author(s)
      松下 紘三, 沼川 忠広, 曽我 美南, 梶原 隆太郎, 小高 陽樹, 江藤 真哉, 中村 英一, 江良 択実
    • Organizer
      第 41 回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] GM1 ガングリオシドーシス患者由来iPS 細胞をいた神経障害の 機能的解析2018

    • Author(s)
      梶原 隆太郎, 沼川 忠広, 小高 陽樹, 奥宮 敏可, 乾 誠治, 江良 択実
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] PROPHYLACTIC AGENT OR THERAPEUTIC AGENT FOR ALZHEIMER'S DISEASE, SCREENING METHOD THEREFOR, AND COMPOSITION FOR PREVENTING OR TREATING ALZHEIMER'S DISEASE2018

    • Inventor(s)
      ERA Takumi, KAJIHARA Ryutaro
    • Industrial Property Rights Holder
      ERA Takumi, KAJIHARA Ryutaro
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Acquisition Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] PROPHYLACTIC OR THERAPEUTIC FOR GM1 GANGLIOSIDOSIS, AND COMPOSITION FOR PREVENTING OR TREATING GM1 GANGLIOSIDOSIS2018

    • Inventor(s)
      ERA Takumi, KAJIHARA Ryutaro
    • Industrial Property Rights Holder
      ERA Takumi, KAJIHARA Ryutaro
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Acquisition Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] GM1ガングリオシドーシス予防剤又は治療剤、 及びGM1ガングリオシドーシス予防用又は治療用組成物2018

    • Inventor(s)
      江良択実、梶原隆太郎
    • Industrial Property Rights Holder
      江良択実、梶原隆太郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] アルツハイマー病予防剤又は治療剤、 そのスクリーニング方法、 及びアルツハイマー病予防用又は治療用組成物2018

    • Inventor(s)
      江良択実、梶原隆太郎
    • Industrial Property Rights Holder
      江良択実、梶原隆太郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Overseas

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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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