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2017 Fiscal Year Annual Research Report

脂肪酸結合蛋白質によるα-シヌクレイン凝集機構の解明と創薬研究

Research Project

Project/Area Number 16H05219
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

福永 浩司  東北大学, 薬学研究科, 教授 (90136721)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 矢吹 悌  東北大学, 薬学研究科, 助教 (70756121)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
KeywordsFABP3 / αシヌクレイン / シヌクレイノパチー
Outline of Annual Research Achievements

私達は中脳ドパミン神経に高発現する脂肪酸結合蛋白質3(FABP3)がαシヌクレインと複合体を形成し,凝集体形成を促進することを見出した。29年度はFABP3選択的リガンドの構造最適化を行った。10種類の中からFABP3 に選択性・結合性の高い化合物1,化合物3を選択した。それぞれをマウスに経口投与し、LC-MS/MSで良好な脳移行性を確認した。次にヒト及びマウス由来のαシヌクレイン線維化物をマウス黒質に微量注入して,脳内伝播の評価系を確立した。マウス型αシヌクレイン注入マウスおよびヒト型αシヌクレイン注入マウスともに運動障害を示した。さらに、マウス型αシヌクレイン注入マウスでは注入後,4週間で認知機能障害が見られるのに対して,ヒト型αシヌクレイン注入マウスでは8週後に認知機能障害がみられ,同種のαシヌクレインの伝播が早いことが示唆された。現在はリン酸化αシヌクレインを指標にし、免疫組織化学染色法を用い伝播領域について検討している。化合物1を1月間経口投与(1mg/kg )して,マウス型αシヌクレイン脳内伝播に伴う認知機能障害に対する効果を検討した。化合物1の3週間の投与は認知機能障害をコントロールマウスと同程度に改善した。以上,FABP3 リガンドの構造最適化を行い,リード化合物を選択し,薬効薬理のPOCを取得した。これらの結果をもとに、シヌクレイノパチー治療薬(PCT/JP2017/13742)として特許出願した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

予定通りにシーズ化合物を創製することに成功した。レビー小体病になかで患者数の多いパーキンソン病モデルマウスとレビー小体病モデルマウスで薬効を確認することができた。薬効と相関する脳内以降性についてLC-MS/MSで証明した。また、PTC特許出願を完了した。

Strategy for Future Research Activity

本研究ではレビー小体病の根本治療薬(疾患修飾薬)を目指している。本研究ではαシヌクレインの伝播のメカニズムとFABP3 の役割について追求する。今後は、FABP3 欠損マウス由来の脳細胞を用いて、αシヌクレイン細胞間伝播におけるFABP3 の役割について解析する。さらに、FABP3 によるαシヌクレイン凝集促進にはアラキドン酸などの脂質代謝物が関わっている。脳内炎症とαシヌクレイン凝集体形成における役割についても解析する。FABP3 によるαシヌクレイン凝集促進の機序を解明することは,レビー小体病の疾患修飾治療薬の開発のみならず発症機構の解明に繋がる。

  • Research Products

    (18 results)

All 2018 2017

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Acute Treatment with T-Type Calcium Channel Enhancer SAK3 Reduces Cognitive Impairments Caused by Methimazole-Induced Hypothyroidism Via Activation of Cholinergic Signaling2018

    • Author(s)
      Husain N, Yabuki Y, Shinoda Y, Fukunaga K
    • Journal Title

      Pharmacology

      Volume: 101 Pages: 309-321

    • DOI

      10.1159/000488083

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reduced CaM kinase II and CaM Kinase IV activities underlie cognitive deficits in NCKX2 heterozygous mice2018

    • Author(s)
      Moriguchi S, Kita S, Yabuki Y, Inagaki R, Izumi H, Sasaki Y, Tagashira H, Horie K, Takeda J, Iwamoto T, Fukunaga K
    • Journal Title

      Mol Neurobiol

      Volume: 55 Pages: 3889-3900

    • DOI

      10.1007/s12035-017-0596-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Blockade of the KATP channel Kir6.2 by memantine represents a novel mechanism relevant to Alzheimer's disease therapy2018

    • Author(s)
      Moriguchi S, Ishizuka T, Yabuki Y, Shioda N, Sasaki Y, Tagashira H, Yawo H, Yeh JZ, Sakagami H, Narahashi T, Fukunaga K
    • Journal Title

      Mol Psychiatry

      Volume: 23 Pages: 211-221

    • DOI

      10.1038/mp.2016.187

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The T-type calcium channel enhancer SAK3 inhibits neuronal death following transient brain ischemia via nicotinic acetylcholine receptor stimulation2017

    • Author(s)
      Yabuki Y, Jing X, Fukunaga K
    • Journal Title

      Neurochem. Int.

      Volume: 108 Pages: 272-281

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2017.04.015

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel spiroimidazopyridine derivative SAK3 improves methimazole-induced cognitive deficits in mice2017

    • Author(s)
      Noreen H, Yabuki Y, Fukunaga K
    • Journal Title

      Neurochem. Int.

      Volume: 108 Pages: 91-99

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2017.03.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Endocytosis following dopamine D2 receptor activation is critical for neuronal activity and dendritic spine formation via Rabex-5/PDGFRβ signaling in striatopallidal medium spiny neurons.2017

    • Author(s)
      Shioda N, Yabuki Y, Wang Y, Uchigashima M, Hikida T, Sasaoka T, Mori H, Watanabe M, Sasahara M, Fukunaga K
    • Journal Title

      Mol Psychiatry

      Volume: 22 Pages: 1205-1222

    • DOI

      10.1038/mp.2016.200

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stimulation of the Sigma-1 Receptor and the Effects on Neurogenesis and Depressive Behaviors in Mice2017

    • Author(s)
      Fukunaga K and Moriguchi S
    • Journal Title

      Adv Exp Med Biol

      Volume: 964 Pages: 201-211

    • DOI

      10.1007/978-3-319-50174-1_14

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Combined l-citrulline and glutathione administration prevents neuronal cell death following transient brain ischemia2017

    • Author(s)
      Matsuo K, Yabuki Y, Fukunaga K
    • Journal Title

      Brain Res

      Volume: 1663 Pages: 123-131

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2017.03.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pharmacological properties of SAK3, a novel T-type voltage-gated Ca2+ channel enhancer2017

    • Author(s)
      Yabuki Y, Matsuo K, Izumi H, Haga H, Yoshida T, Wakamori M, Kakei A, Sakimura K, Fukuda T, Fukunaga K
    • Journal Title

      Neuropharmacology

      Volume: 117 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.neuropharm.2017.01.011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Combined Memantine and Donepezil Treatment Improves Behavioral and Psychological Symptoms of Dementia-Like Behaviors in Olfactory Bulbectomized Mice2017

    • Author(s)
      Yabuki Y, Matsuo K, Hirano K, Shinoda Y, Moriguchi S, Fukunaga K
    • Journal Title

      Pharmacology

      Volume: 99 Pages: 160-171

    • DOI

      10.1159/000452839

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Arachidonic acid treatment aggravates alpha-Synuclein aggregation in vitro and in situ2018

    • Author(s)
      ○Kohji Fukunaga, Yasushi Yabuki, Kazuya Matsuo, Yasuharu Shinoda
    • Organizer
      AD/PD 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Arachidonic acid treatment aggravates alpha-Synuclein aggregation in vitro and in situ2018

    • Author(s)
      ○Yasuharu Shinoda, An Cheng, Tetsunori Yamamoto, Yasushi Kawata, Kohji Fukunaga
    • Organizer
      AD/PD 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] FABP3 deficiency impairs fear extinction memory2017

    • Author(s)
      ○Yasushi Yabuki, Ibuki Takahata, Kazuya Mastuo, Yuji Owada, Kohji Fukunaga
    • Organizer
      Neuroscience 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in rat brain prenatally exposed to valproic acid2017

    • Author(s)
      ○Kazuya Matsuo, Yasushi Yabuki, and Kohji Fukunaga
    • Organizer
      Neuroscience 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Discovery of a novel intracellular dopamine D2 receptor function2017

    • Author(s)
      ○Kohji Fukunaga, Norifumi Shioda
    • Organizer
      第60回日本神経化学会大会
  • [Presentation] Memantine improves cognitive deficits in APP23 mice via KATP channel inhibition2017

    • Author(s)
      ○Shigeki Moriguchi, Yasushi Yabuki, Kohji Fukunaga
    • Organizer
      第60回日本神経化学会大会
  • [Presentation] FABP3 deficiency causes impaired fear extinction as PTSD-like behaviors2017

    • Author(s)
      ○Yasushi Yabuki, Ibuki Takahata, Yuji Owada, Kohji Fukunaga
    • Organizer
      第60回日本神経化学会大会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] シヌクレイノパチー治療薬2017

    • Inventor(s)
      福永 浩司
    • Industrial Property Rights Holder
      福永 浩司
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2017/13742

URL: 

Published: 2018-12-17  

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