Jagged1遺伝子発現を制御する筋ジストロフィー治療薬の探索
| Project/Area Number |
19K22604
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 52:General internal medicine and related fields
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
川原 玄理 東京医科大学, 医学部, 准教授 (40743331)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 由起子 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (50238135)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 筋ジストロフィー / Jagged1 / ドラッグスクリーニング / ゼブラフィッシュ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では、Jagged1の発現を制御する薬剤の発見を目的としている。研究方法として、Jagged1発現をEGFPシグナルとして視覚的に評価できるJagged1-EGFPトランスジェニック(Tg)ゼブラフィッシュの作製、そしてトランスジェニックフィッシュを用いたJagged1の発現制御に関与する化学物質のスクリーニングを行う。薬剤スクリーニングを簡便に行なうことが出来る小型魚類を用いてJagged1の発現機序を明らかにし、疾患の治療開発に役立つ基盤分子を見いだすことをめざす。この発現調節機構の解明は、様々な病態におけるNotchシグナルとの関連を明らかにすることにつながると考えられる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
筋疾患の治療方法は長年の研究にも関わらず、未だ十分に開発されておらず、特にDMDの患者数はその中でも多いことが知られている。重篤な症状を呈すジストロフィン完全欠損のデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)のモデル犬を用いた研究報告において、遺伝子突然変異によりJagged1遺伝子の発現が亢進している系統が発見され、通常DMDモデル犬で見られる重篤な症状を呈さないことが明らかとなった。さらにDMDゼブラフィッシュモデルで特徴的に見られる異常な筋線維構造が、jagged1遺伝子の強制発現により改善することが示された。このJagged1遺伝子発現亢進がDMDを始めとする筋ジストロフィーの治療へとつながる手がかりになると考え本研究課題を構想した。
本研究課題のこれまでの研究で、ゼブラフィッシュjagged1プロモーター領域遺伝子配列を用いて、トランスジェニック(Tg)フィッシュの作製を行った。得られたjagged1-Tgゼブラフィッシュは、主に脳、脊髄においてEGFPシグナルが強く観察され、EGFPシグナルにより間接的にjagged1の発現が観察されることが確認された。このjagged1-Tgゼブラフィッシュを用いてjagged１の発現をコントロールする薬剤のスクリーニングを行った。その結果、1,280個の薬剤ライブラリーの中からゼブラフィッシュjagged1の発現を亢進する複数の薬剤を見出している。 これらの薬剤のうち、DMDゼブラフィッシュモデルで見られる異常な筋線維構造が、これらのjagged1の発現を亢進する複数の薬剤のうちの一部で、それらの投与により改善することを見出した。候補薬剤投与により改善した筋構造について、各種抗体を用いた免疫染色にて評価を行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
この研究計画において、脳、脊髄でEGFPの発現が強く観察され、筋組織においてもその発現が確認されるjagged1トランスジェニックゼブラフィッシュを開発した。さらにそれらを用いてjagged1の発現を亢進する薬剤を探索するため、薬剤スクリーニングを行ない、1,280個の薬剤ライブラリーの中から複数個の候補薬剤が得られた。薬剤スクリーニングによって得られたjagged1発現を亢進する薬剤を、DMDモデルゼブラフィッシュ、ジストロフィンタンパク質を欠損しているsapjeに投与し、それらが示す表現型である筋組織の構造異常の改善に効果があるかどうかについて各種抗体での免疫染色などの手法で解析した。その結果、得られた候補薬剤の投与群で改善効果が確認できた。現在、候補薬剤のうち薬剤候補#1の投与による筋での表現型の改善が顕著であることがわかった。コロナ禍で研究活動自体に制約があり、延長措置をいただいているが、動物モデルを作製し、薬剤スクリーニングにより候補薬剤を見出すという点で本研究課題については、現在のところやや遅れているが計画通り達成されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は、jagged1トランスジェニックフィッシュを用いたjagged1の発現制御物質のスクリーニングにより得られた候補薬剤のDMDモデルフィッシュの表現型の改善効果についてさらに研究を進める。1,280個の薬剤のスクリーニングから得られたjagged1の発現を亢進する薬剤のうち、薬剤#1が最も筋組織異常の改善効果を示しているが、他の候補薬剤についてもその薬剤効果を検証し、免疫染色などの手法によりそれらの薬剤投与による異常筋構造の改善効果について解析する。薬剤#1の投与による薬剤効果の結果と合わせて、それらの薬剤投与による効果とjagged1遺伝子発現との関連を明らかにし、jagged1遺伝子発現に関連した筋ジストロフィーの治療法の開発に役立つ分子機序の新規発見をめざす。
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Report
(4 results)
Research Products
(20 results)
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[Journal Article] hnRNP L is essential for myogenic differentiation and modulates myotonic dystrophy pathologies.2021
Author(s)
Matthew S. Alexander, Rylie M. Hightower, Andrea L. Reid, Alexis H Bennett, Lakshmanan Iyer, Donna Slonim, Madhurima Saha, Genri Kawahara, Louis M. Kunkel, Alan S. Kopin, Vandana Gupta, Peter B. Kang, and Isabelle Draper
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Journal Title
Muscle and Nerve
Volume: 1
Issue: 6
Pages: 1-13
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] AMPK Complex Activation Promotes Sarcolemmal Repair in Dysferlinopathy2020
Author(s)
Ono Hiroya、Suzuki Naoki、Kanno Shin-ichiro、Kawahara Genri、Izumi Rumiko、Takahashi Toshiaki、Kitajima Yasuo、Osana Shion、Nakamura Naoko、Akiyama Tetsuya、Ikeda Kensuke、Shijo Tomomi、Mitsuzawa Shio、Nagatomi Ryoichi、Araki Nobukazu、Yasui Akira、Warita Hitoshi、Hayashi Yukiko K.、Miyake Katsuya、Aoki Masashi
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Journal Title
Molecular Therapy
Volume: 28
Issue: 4
Pages: 1133-1153
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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