| Project/Area Number |
20K20646
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
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| Research Institution | Komatsu University (2023)
National Cardiovascular Center Research Institute (2020-2022) |
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Principal Investigator |
山岡 哲二 公立小松大学, 保健医療学部, 教授 (50243126)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神戸 裕介 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 上級研究員 (30747671)
佐藤 充 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (90391565)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
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| Keywords | β２ミクログロブリン / DNCS / 一本鎖抗体 / ナビゲータ / 体外排泄 / ナビゲーター |
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| Outline of Research at the Start |
透析アミロイドーシスは，長期透析患者に発症する合併症でβ2ミクログロブリン（β2MG）を前駆タンパクとするアミロイド線維が沈着する疾患である。本研究では新たな概念，Drug-Navigated Clearance System（DNCS）による治療法を提案する．DNCSとは体内の病因物質を別の正常な代謝経路へと誘導することで，体内から除去する治療戦略である．標的捕捉分子と目的部位への誘導分子の複合分子からなるDNCS薬剤により，血中β2MGを捕捉し，腎臓とは異なる代謝経路である肝臓へと誘導するために，in vitroでの標的捕捉から、細胞取り込み，臓器への誘導を検証し非臨床POCを構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々が提案している新たな創薬概念であるDrug-Navigated Clearance System（DNCS）は血中の病院物質を補足して、肝臓棟に存在する他標的レセプターに誘導、さらに、分解排泄させることで、体内の病因物質を低減あるいは除去するものである。本研究では、β２ミクログロブリン（β２MG)をターゲット病因物質として選択し、肝臓へと誘導する。In vitroでの標的捕捉から細胞取り込み、in vivoでの臓器への誘導を検証を進めて満足行く結果を得てきた。ナビゲーター分子の機能向上、特に、血中でのβ２MGとの結合能力の向上を目指して、β2MGの捕捉分子として、抗β2MGの一本鎖抗体(scFv)を、設計し、特許申請を完了した。肝臓への誘導分子としてはアポリポタンパクEのN末端領域（ApoE NTD）を選定し、両者の融合タンパクであるナビゲータ分子を合成した。ナビゲータと脂質（DMPC）とを混合し、得られた複合体を改良型ナビゲーターとした。これまでに、健常C57Blマウスでβ2MGの体内動態を評価し、肝臓、腎臓へのβ2MG蓄積量の変化を確認した。従来のナビゲータ（ApoE NTD-MHC α3）と比較して、改良ナビゲーターではβ2MGの腎臓蓄積が減少し肝臓蓄積が増加することを過人した。しかしながら、健常ラットでは、ナビゲーターの本来の効果が埋没していると考えられる結果となった。そこで、様々な腎欠損モデルマウスを用いて改良版ナビゲータの有効性評価を行っってきた。25I-β２MGを血中投与した20分後の肝臓集積量は、125I-β２MGのみを投与した条件に比較して、有意に向上した。さらに、放射活性は消化管内容物で認められたことから、ナビゲータは我々が設計したメカニズムに従って血中b2MGを、胆汁排泄を介して体外に排除する効果があることが明らかとなった。現在、論文作成中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
β2MGの捕捉分子として一本鎖抗体を用いた改良版ナビゲーターの評価を行った。ナビゲーターの改良により、β2MG代謝経路の切り替え能を亢進することに成功した。また、本成果をBiomaterials Science誌（IF6.84）にて発表し順調に進んでいた。令和４年度末で本プロジェクト採択時の国立循環器病研究センターを定年退職し、現在勤務する公立小松大学に異動した。令和５年春には研究棟が完成しシームレスに研究を続ける予定であったが、研究棟の完成が令和５年１１月と大きくずれ込んだ。その後、装置の搬入や動物試験環境の設定となり、研究進捗の遅れから研究期間の延長申請をした。現在、複数の動物実験モデルを用いたβ2MGの臓器蓄積を評価し、順調に進み始めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
正常状態ではβ２MGは腎臓へ速やかにまた効率的に分布処理されることから、β２MGの正常な代謝に基づく腎臓での処理が、ナビゲータの効果を相殺するように働くことが明らかとなった。両側腎臓切除モデル、や片腎切除モデル、段階的切除モデルなどを作成し、健常マウスを用いた場合と比較して有意な効率の実証が得られてきた。もっとも効果的なモデルとして、 C57BL/6マウスの両側の腎臓基部を結紮するモデルが構築できたので、R5年に実施する予定で実験環境的に十分に進められなかった実験内容をR６年度に検討する。
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