2021 Fiscal Year Annual Research Report
筋強直性ジストロフィーの病態解明と症状改善薬の開発
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20J00520
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
朝光 世煌 熊本大学, 発生医学研究所, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 筋強直性ジストロフィー1型 / トリプレットリピート配列 / 患者由来神経細胞 / 中枢神経系 / PIP薬剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、筋強直性ジストロフィー1型（以下、DM1）の特徴である多臓器不全による全身症状のうち、中枢神経疾患と耐糖機能障害に着目した病態分子基盤の解明と、申請者が開発した、DM1の疾患原因であるCTGリピート配列に特異的に結合する新規合成分子（以下、PIP薬剤）の症状改善効果について患者由来神経細胞および疾患モデルマウスを用いて検討する。
本年度は、まずDM1の患者由来神経細胞の安定的な分化誘導法を確立させた。具体的には、DM1患者由来の線維芽細胞を用いて、種々の化合物カクテルを適切な濃度・組成で投与することで、MAP2陽性の成熟神経細胞の安定的な取得に成功した。この分化神経細胞に対して好適PIP薬剤を処理した結果、培養細胞に対して観測された薬理効果(疾患責任遺伝子の発現抑制効果・リピート由RNAの核内封入体の抑制効果)が再現された。
これらの実験と並行して、DM1疾患モデルマウスを用いた解析にも着手した。具体的には、好適PIP薬剤のマウス脳における核内移行性を調査するため、好適PIP薬剤の蛍光ラベル体を合成し脳室内投与を実施した。その結果、神経細胞において好適PIPの良好な細胞核内局在が確認できた。
またインビトロ系において、疾患ゲノム部位への好適PIP薬剤の結合評価を融解温度測定により検討した。その結果、好適PIP薬剤は、他のDNA配列（GC豊富配列・AT豊富配列）やリピート配列（CCG・CGGリピート）及びRNA配列（CAG・CUG）と比較して疾患ゲノム部位（CTG・CAGリピート配列）に選択的に結合することを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度はPIP薬剤群の薬理効果が速やかに実証され、患者由来神経細胞およびマウス実験に使用する好適PIP薬剤の選定がスムーズに進行した。次年度に予定していた疾患モデルマウスを用いた評価にも着手でき、好適PIP薬剤の神経細胞・細胞核への優れた送達性・移行性を確認した。また好適PIP薬剤による疾患標的ゲノム部位への高い結合性と選択性を見出すことに成功し、研究論文として国際誌に発表することができた。現在、行動レベルでの好適PIP薬剤の症状改善効果を示す予備的な結果が出ており、新たな研究成果として論文執筆段階に入っている。これらの研究進捗状況を鑑み、当初の計画以上に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までの研究により、DM1患者由来の神経細胞の安定的な分化誘導法を確立し、好適PIP薬剤による薬理効果を実証した。本年度では疾患モデルマウスにおける好適PIP薬剤の症状改善効果の検証を中心に実施する。現時点で、脳室内投与法により好適PIP薬剤がマウス脳の神経細胞の核内に効率よく導入されることを見出しているので、PIP薬剤の脳室内投与法によるDM1脳機能障害の改善効果を生理学的手法および行動試験により評価する。具体的には、好適PIP薬剤投与後の急性脳スライスを用いた電気生理学的解析と、Y-maze試験、新奇物体認識試験、Beams-Walk試験、Rota-rod試験、ladder試験等の行動試験を実施する。これらの実験と並行して、論文投稿に向けた論文執筆・各種必要データの取得・解析を順次行う。
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