Development of phospholamban aptamer as a treatment of heart failure for clinical application

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K18989
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 酒井 大樹 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40464367)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 心不全治療薬 / ホスホランバン / 核酸アプタマー

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、心筋小胞体の膜タンパク質であるホスホランバンに特異的に結合し、心筋小胞体へのCa2+の取り込みを促進することができる核酸アプタマーを新たな心不全治療薬として開発することを目的としている。心筋小胞体のCa2+輸送のみを促進するような薬物は、細胞外からのCa2+流入の増加を伴わずに弛緩が十分達成されるため、収縮力を増強する理想的な治療薬となり得る。これまでの研究で、ホスホランバンに特異的に作用し、成獣ラットより単離した心筋細胞において収縮・弛緩能を促進することが出来る細胞膜透過性ペプチドを付加したホスホランバン・アプタマーを開発し、昨年度はアプタマー配列の最適化及び生体内での安定性を検討してきた。本年度は、これを臨床応用するために必要な以下の検討を行った。
細胞骨格蛋白質を欠失した心不全モデルマウスを用いて、アプタマーの動物での効果や体内動態を解析した。ビオチン標識したアプタマーをマウスの尾静脈より投与後、免疫組織学的方法によりアプタマーの集積を解析したが、心臓への特異的な集積は認められなかった。また、アプタマーによる心機能の改善効果については、一部のマウスで認められたが一貫した結果が得られなかった。
次に、心筋細胞特異的な膜透過性アプタマーとホスホランバン・アプタマーを連結し、ラットより単離した心筋細胞を用いて収縮・弛緩能の解析を行った。その結果、膜透過性アプタマーに起因する収縮・弛緩の増強効果が見られ、ホスホランバン・アプタマーの有効性を検証することができなかった。
以上より、本研究において細胞レベルで効果を発揮するホスホランバン・アプタマーを最適化することできたが、動物レベルでの心臓特異的な送達方法や体内動態については、さらに検討する必要があると考えられた。