新規アルツハイマー病治療薬創出に向けたNRBP1-ユビキチンリガーゼ阻害剤の探索

• Project/Area Number: 21K06769
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48020:Physiology-related
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: 安川 孝史 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 講師 (60291936)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: アルツハイマー病 / アミロイドβ / ユビキチンリガーゼ / NRBP1 / BRI2 / BRI3

Outline of Research at the Start

アルツハイマー病(AD)は、2025年には700万人を突破するとされる認知症患者の6割を占める疾患で、根治療法は存在せず、その開発が喫緊の課題である。申請者らは最近、NRBP1-ユビキチンリガーゼ(NRBP1-E3)が抗AD因子として機能するBRI2/BRI3両因子を選択的に分解に導くことを発見した。神経系培養細胞で、同E3の機能阻害によりβアミロイドの産生が有意に抑制されたため、NRBP1-E3阻害剤はAD治療薬になり得るのではと着想した。本研究では、NRBP1-E3阻害剤の探索と最適化、ADモデルマウスを用いた有効性の検証を行い、新規AD治療薬創出に向けた開発候補化合物の取得を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

理化学研究所の創薬・医療技術基盤プログラムの支援のもと、天然物化合物・低分子化合物ライブラリー(約3万化合物)を用いてNRBP1-BRI2間の結合を阻害する化合物のスクリーニングを行った。
一次/二次評価は、分泌型ガウシアルシフェラーゼ（Gluc）をN末端側（Gn）とC末端側（Gc）とに分割して各々BRI2とNRBP1に連結した融合タンパク質を培養細胞に共発現させ、BRI2とNRBP1が結合した場合にGnとGcが近接して培養上清中のGlucの活性が回復し発光が検出されるが、化合物の添加により結合が阻害されると発光が見られなくなる二分子発光補完法を用いたハイスループットスクリーニングを行った。一次評価では、NRBP1-BRI2間の結合を阻害しかつ細胞毒性の低いものを選抜した。二次評価では、結合阻害の濃度依存性試験と偽陽性を排除するための全長Glucを用いたカウンター試験を行った。高次評価では、Aβの総産生量が上昇するAPP変異体を安定発現する神経系培養細胞を用いて内在性BRI2の増加、Aβ40/42の産生抑制、Aβ42の凝集抑制についての評価を実施した。2個のヒット化合物A、B（未発表のため仮称）が得られた。Aについては、理研 生命科学・創薬研究支援基盤事業（BINDS）の支援により、可能な官能基の置換を試みて類縁体24個を合成し評価を実施したが、Aより活性の高いものは得られなかった。A,Bともに天然物由来で構造が複雑で合成展開による類縁体の取得が困難なため、これら2化合物を基にしたリード化合物の探索は断念せざるを得なかった。
次いで、合成展開が可能なAMEDの中分子化合物ライブラリーA, B（15,000化合物）を用いてスクリーニングを実施し、二次評価で19個の化合物を得た。高次評価を行ったが明らかな内在性BRI2の増加、Aβ産生の抑制を示す化合物は認められなかった。

Research Products

• [Presentation] NRBP1-ユビキチンリガーゼは生理的抗アルツハイマー病因子であるBRI2/BRI3の分解を制御する (2021)
  • Author(s): 安川 孝史, 筒井 文, 佐藤 チエリ, 佐藤 滋生, Anita Saraf, Michael P Washburn, Laurence Florens, 寺田 透, 清水 謙多郎, Ronald C Conaway, Joan W Conaway, 麻生 悌二郎
  • Organizer: 第44回日本分子生物学会年会
• [Remarks] 遺伝子機能解析学
  • URL: http://www.kochi-u.ac.jp/kms/courses/06/