2012 Fiscal Year Research-status Report

毒性オリゴマーを標的としたポリグルタミン病に対する分子標的治療薬の開発

Research Project

Project/Area Number	24591287
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research Institution	独立行政法人国立精神・神経医療研究センター
Principal Investigator	ポピエルヘレナ・明子独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所疾病研究第四部, 科研費研究員 (40467593)
Project Period (FY)	2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords	神経変性疾患 / ポリグルタミン病 / 治療薬開発 / オリゴマー
Research Abstract	近年、アルツハイマー病やポリグルタミン（PolyQ）病など多くの神経変性疾患において、異常蛋白質の毒性オリゴマーが神経変性を引き起こすと考えられるようになった。本研究では、申請者が独自のPolyQ蛋白質オリゴマーアッセイを用いて同定した異常伸長PolyQ蛋白質オリゴマー阻害化合物の中で、既にショウジョウバエモデルに対する治療効果を確認している9化合物について、１）マウスにおける薬物動態を解析し、２）PolyQ病モデルマウスの神経症状に対する治療効果を明らかにし、さらに３）PolyQ病モデルマウスにおける異常伸長PolyQ蛋白質の蓄積に対する治療効果を確認し、PolyQ病に対する分子標的治療薬の開発を行う。今年度は、上記９化合物の中でも血液脳関門透過性が高く、ヒトへの安全性も確認されている１化合物QAI1に対する詳しい解析を行った。まずQAI1をマウスへ経口投与し、５時間後に脳および血液サンプルのHPLC分析を行ったところ、経口投与により脳内にQAI1が到達していることを確認した。次にQAI1をPolyQ病の１種であるSCA1マウスに投与し、神経症状を解析したところ、ロータロッドテストおよびバランスビームテストにおいて神経症状の改善が確認され、QAI1のpolyQ病モデルマウスに対する治療効果が証明された。さらにQAI1を経口投与したSCA1マウスの脳をサンプリングし、抗ユビキチン抗体による脳切片の免疫染色を行ったところ、１２週齢マウスの神経細胞内封入体形成が抑制されており、QAI1がSCA1マウスの脳内においても異常伸長polyQ蛋白質の構造異常を標的としていることが確認された。
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、QAI1の脳内導入に関して、様々な投与方法についての細かい解析はしていないものの、一番理想的である経口投与によりQAI1が脳内に導入されることが証明できた。さらにSCA1モデルマウスにおいては、ロータロッドテストおよびバランスビームテストによるQAI1の神経症状に対する改善効果が確認されたことにより、哺乳類モデルの神経症状に対する治療効果を証明できたことは価値が高い。また、QAI1の投与によりモデルマウスの神経細胞内の封入体形成が抑制されることが確認できたため、哺乳類の病態においてもQAI1はpolyQ蛋白質に直接作用していることが明らかとなった。今年度はQAI1に焦点をあてて研究を進めた。残りの候補化合物は８化合物あるが、この中でもQAI1は血液脳関門透過性が高く、ヒトへの安全性も確認されているため、一番臨床応用に近いと考えられる。従って本研究でQAI1の前臨床段階での治療効果を証明できたことは価値が高い。そしてQAI1のpolyQ病患者に対する効果を検討する臨床試験の準備段階まで研究は進んでいるため、本研究は計画以上に進展していると判断した。
Strategy for Future Research Activity	今後はまず他のpolyQ病モデルマウスに対するQAI1の治療効果を検討する。具体的には、球脊髄性筋萎縮症(SBMA)のモデルマウス、及び現在申請者の研究室で作製、ライン化しつつある脊髄小脳失調症３型（SCA3）のモデルマウスにQAI1を経口投与し、神経症状と組織学的変化に対する効果を検討する。さらにQAI1の臨床応用に向けては、異常蛋白質の凝集やオリゴマー形成が原因であるアルツハイマー病やパーキンソン病など他の神経変性疾患に対する効果も証明できると価値が高い。そのためA-beta及びa-synucleinの凝集・オリゴマー形成に対するQAI1の阻害効果をin vitroで検討し、さらにアルツハイマー病モデルマウスにQAI1を経口投与し、組織学的変化に対する効果を検討する。残り８化合物に関しては、さらなる絞り込みを行うため、他の神経変性疾患に対する効果を検討する。具体的にはA-betaやa-synucleinの凝集・オリゴマー形成に対するQAI1の阻害効果をin vitroで検討し、さらにアルツハイマー病やパーキンソン病などのモデルショウジョウバエに化合物を経口投与し、神経変性に対する効果を検討する。そして８化合物の中で様々な疾患に幅広く効果を発揮した化合物を選択し、polyQ病やアルツハイマー病モデルマウスに対する効果を検討する。
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	検討予定であるQAI1および他８化合物を購入する。これらの化合物の効果を検討するモデルマウスの維持やライン化に必要な野生型マウスを購入する。さらにA-betaやa-synucleinの凝集・オリゴマー形成に対する化合物の阻害効果をin vitroで検討するために必要なA-betaペプチドやa-synuclein蛋白質も購入する。