2022 Fiscal Year Research-status Report
血中β２ミクログロブリンを肝臓から排泄する新たな薬物-誘導除去療法のPOC構築
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20K20646
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
山岡 哲二 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (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神戸 裕介 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 上級研究員 (30747671) [Withdrawn]
佐藤 充 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (90391565) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Keywords | β２ミクログロブリン / DNCS / 一本鎖抗体 / ナビゲーター / 体外排泄 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
透析アミロイドーシスなど広範な疾患に対する新たな概念，Drug-Navigated Clearance System（DNCS）による治療法を提案している。透析アミロイドーシスに対するDNCS戦略では血中のβミクログロブリン（β2MG）を捕捉し、本来の代謝経路である腎臓とは異なる肝臓へと誘導する。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し非臨床POCを構築する。ナビゲーターの機能向上を目指して、β2MGの捕捉分子として、抗β2MGの一本鎖抗体(scFv), あるいは主要組織適合遺伝子複合体（MHC）クラスIα3ドメイン（MHC α3）を、肝臓への誘導分子として、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（ナビゲータ）を合成し、ナビゲータと脂質（DMPC）とを混合し、得られた複合体を改良版ナビゲーターとした。昨年度までに、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。そこで、今年度は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た。25I-b2mを血中投与した20分後の肝臓集積量は、125I-b2mのみを投与した条件で全投与量の10.0%、125I-b2mとナビゲータを共投与した条件で23.5%であり、ナビゲータ投与群で2.4倍の肝臓集積亢進を認め、さらに、消化管への局在が確認され、当初想定したDNCS作用機序に従って血中b2MGを、おそらく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。
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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
β2MGの捕捉分子として、血清中でも標的分子を効果的に捕捉できると期待され、また、in vitro において検証された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、本成果をBiomaterials Science誌（IF6.84）にて発表した。ナビゲータの機能を評価する上でより適した評価系として、両腎欠損モデルマウスを用いた実験系を確立し、同モデルを用いたβ2MGの臓器蓄積を評価してきたが、これらの研究はR３年度の前倒し実験であったことから、R４年度には、腎機能欠損マウスを用いたナビーゲー他の効果を検証することができた。実際にはR2年より複数種類の腎機能欠損マウスを作成してきたが、生存率が低く、上手くいかなかった。今回、短期モデルではあるものの、安定的かつ重篤な腎機能欠損モデルマウスで評価できたことは、想定を上回る結果であった。
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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、本モデルでは、（１）β２MGの正常な代謝に基づく腎臓での処理と（２）ナビゲーターによる肝臓への誘導が速度論的に競争することとなり、前者が極めて効率的であることが大きく影響していると考え、R３年度に両側腎臓切除モデルを作成した。健常マウスを用いた場合と比較して、ナビゲーターによるβ２MGの肝臓蓄積の亢進効果はより顕著となったものの、依然として数値的に十分な効率の実証には至ら無かった。そこで、特に、両腎欠損マウスでは消化器系への著明なβ２MG蓄積が観察されたことから、腎臓切除後も肝臓以外にβ２MG蓄積が競合する臓器があることが課題であり、病理条件下でのナビゲーター効果を検証するのに両腎欠損は最適なモデルでないことがわかった。そこで、あらたに構築した 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年度はこの藻でデルを用いて検討を進める。
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| Causes of Carryover |
本研究は、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佐藤 充上級研究員との共同で研究を遂行してきた。Covid禍により共同研究の遂行が著しく遅れたが、ようやく、R4年度までに、共同研究によるナビゲータの調整が完了させることができた。また、神戸裕介研究員が令和３年３月３０末にて転出し研究費の執行が遅れ、R4年度に、新たな研究グループを構築して研究が進められるようになったが、２年間の遅れを完全に取り戻すには至ら無かった。さらに、主任研究者の山岡哲二が公立小松大学に移籍したことより、環境整備などに時間を要したので、予算を繰り越して最終年度の疾患モデルマウスでの評価に研究に当てることが予算の有効利用につながると判断したため。
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