孤発性ALSモデルを用いた網羅的創薬スクリーニングシステムによる治療法探索

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26670439
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 祖父江 元 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (20148315)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 勝野 雅央 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50402566)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 筋萎縮性側索硬化症 / 薬剤スクリーニング / 低分子化合物 / トランスレーショナルリサーチ / 線虫

Outline of Annual Research Achievements

我々は、本研究において、線虫を用いた薬剤スクリーニング法の開発に取り組んだ。まず、用いるALSモデル線虫に関して、従来のextra chromosomal lineではS/N比が悪く、また個体間でのばらつきが強いため、スクリーニングに不向きであった。そのため、染色体内へshRNAを組み込んだintegrated lineを作成した。
このダイナクチンノックダウン線虫において、これまで治療効果が確認しされているラパマイシンをポジティブコントロールにおいてスクリーニング方法を確立した。ラパマイシンを用いることで、モデル線虫の運動機能が濃度依存的に改善する事が再現性をもって示すことができた。次に、我々はこれまで神経変性疾患モデルに有効であることが確認されている薬剤50薬剤を用いて、スクリーニングを行った。その中で、ALSの治療薬として認可されているリルゾールは優位に治療効果が確認できた。当モデルと、スクリーニング方法の妥当性が確認される結果であった。また、リルゾール以外でも2種類、ヒット化合物を検出できた。現在は、既存薬を用いた治療薬スクリーニングを継続して行っている。本スクリーニングでは、1日に約50種類の薬剤をスクリーニング可能であり、数千単位のスクリーニングが可能である。また、治療効果の二次判定には軸索の形態による観察が簡便に行う事ができる。実際、リルゾール投与後は軸索のばらつき、軸索腫大が著明に改善しており、リルゾールの薬効が神経細胞変性を抑止することで運動機能改善に働いている事を証明している。
まとめると、2年間の研究を通じて、モデルの最適化、スクリーニングプロトコールの最適化、ポジティブコントロールの再現性、濃度依存性の確認、さらに小規模でのスクリーニングにより系の妥当性の検証を行う事が出来た。

Research Products

• [Journal Article] A rapid functional decline type of amyotrophic lateral sclerosis is linked to low expression of TTN. (2016)
  • Author(s): Watanabe H, Atsuta N, Hirakawa A, Nakamura R, Nakatochi M, Ishigaki S, Iida A, Ikegawa S, Kubo M, Yokoi D, Watanabe H, Ito M, Katsuno M, Izumi Y, Morita M, Kanai K, Taniguchi A, Aiba I, Abe K, Mizoguchi K, Oda M, Kano O, Okamoto K, Kuwabara S, Hasegawa K, Imai T, Kawata A, Aoki M, Tsuji S, Nakashima K, Kaji R, Sobue G
  • Journal Title: J Neurol Neurosurg Psychiatry. Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1136/jnnp-2015-311541
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Next-generation sequencing of 28 ALS-related genes in a Japanese ALS cohort. (2016)
  • Author(s): Nakamura R, Sone J, Atsuta N, Tohnai G, Watanabe H, Yokoi D, Nakatochi M, Watanabe H, Ito M, Senda J, Katsuno M, Tanaka F, Li Y, Izumi Y, Morita M, Taniguchi A, Kano O, Oda M, Kuwabara S, Abe K, Aiba I, Okamoto K, Mizoguchi K, Hasegawa K, Aoki M, Hattori N, Tsuji S, Nakashima K, Kaji R, Sobue G
  • Journal Title: Neurobiol Aging. Volume: 39 Pages: 219.e1-8
  • DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2015.11.030
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Head Lift Exercise Improves Swallowing Dysfunction in Spinal and Bulbar Muscular Atrophy (2015)
  • Author(s): Mano T, Katsuno M, Banno H, Suzuki K, Suga N, Hashizume A, Araki A, Hijikata Y, Tanaka S, Takatsu J, Watanabe H, Yamamoto M, Sobue G
  • Journal Title: Eur Neurol Volume: 74 Pages: 251-258
  • DOI: 10.1159/000431088
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Overexpression of hepatocyte growth factor in SBMA model mice has an additive effect on combination therapy with castration. (2015)
  • Author(s): Ding Y, Adachi H, Katsuno M, Huang Z, Jiang YM, Kondo N, Iida M, Tohnai G, Nakatsuji H, Funakoshi H, Nakamura T, Sobue G
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 468 Pages: 677-683
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.11.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Myotonia-like symptoms in a patient with spinal and bulbar muscular atrophy. (2015)
  • Author(s): Araki K, Nakanishi H, Nakamura T, Atsuta N, Yamada S, Hijikata Y, Hashizume A, Suzuki K, Katsuno M, Sobue G
  • Journal Title: Neuromuscul Disord. Volume: 25 Pages: 913-915
  • DOI: 10.1016/j.nmd.2015.08.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Silencing neuronal mutant androgen receptor in a mouse model of spinal and bulbar muscular atrophy. (2015)
  • Author(s): Sahashi K, Katsuno M, Hung G, Adachi H, Kondo N, Nakatsuji H, Tohnai G, Iida M, Bennett CF, Sobue G
  • Journal Title: Hum Mol Genet. Volume: 24 Pages: 5985-5994
  • DOI: 10.1093/hmg/ddv300
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FUS regulates AMPA receptor function and FTLD/ALS-associated behaviour via GluA1 mRNA stabilization. (2015)
  • Author(s): Udagawa T, Fujioka Y, Tanaka M, Honda D, Yokoi S, Riku Y, Ibi D, Nagai T, Yamada K, Watanabe H, Katsuno M, Inada T, Ohno K, Sokabe M, Okado H, Ishigaki S, Sobue G
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 6 Pages: 7098
  • DOI: 10.1038/ncomms8098
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A functional scale for spinal and bulbar muscular atrophy: Cross-sectional and longitudinal study. (2015)
  • Author(s): Hashizume A, Katsuno M, Suzuki K, Banno H, Suga N, Mano T, Araki A, Hijikata Y, Grunseich C, Kokkinis A, Hirakawa A, Watanabe H, Yamamoto M, Fischbeck KH, Sobue G
  • Journal Title: Neuromuscul Disord. Volume: 25 Pages: 554-562
  • DOI: 10.1016/j.nmd.2015.03.008.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Astrocyte-derived TGF-β1 accelerates disease progression in ALS mice by interfering with the neuroprotective functions of microglia and T cells. (2015)
  • Author(s): Endo F, Komine O, Fujimori-Tonou N, Katsuno M, Jin S, Watanabe S, Sobue G, Dezawa M, Wyss-Coray T, Yamanaka K
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 11 Pages: 592-604
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.03.053.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Factors affecting longitudinal functional decline and survival in amyotrophic lateral sclerosis patients. (2015)
  • Author(s): Watanabe H, Atsuta N, Nakamura R, Hirakawa A, Watanabe H, Ito M, Senda J, Katsuno M, Izumi Y, Morita M, Tomiyama H, Taniguchi A, Aiba I, Abe K, Mizoguchi K, Oda M, Kano O, Okamoto K, Kuwabara S, Hasegawa K, Imai T, Aoki M, Tsuji S, Nakano I, Kaji R, Sobue G
  • Journal Title: Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener. Volume: 16 Pages: 230-236
  • DOI: 10.3109/21678421.2014.990036.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Perspectives on therapeutic research for ALS -General review of therapeutics, and edaravone treatment- (2016)
  • Author(s): 祖父江 元
  • Organizer: 大韓神経筋肉疾患学会
  • Place of Presentation: Seoul(Korea)
  • Year and Date: 2016-03-25
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Perspectives on therapeutic research for ALS (2016)
  • Author(s): 祖父江 元
  • Organizer: 3rd World Centenarians Initiative International Symposium on Amyotrophic Lateral Sclerosis
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター（大阪府豊中市）
  • Year and Date: 2016-02-19
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ALSの病態と治療：コホート研究から得られるもの (2015)
  • Author(s): 祖父江 元
  • Organizer: 第３回日本難病医療ネットワーク学会学術集会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2015-11-13
  • Invited
• [Presentation] 神経変性疾患のdisease-modifying therapy開発をめざして (2015)
  • Author(s): 祖父江 元
  • Organizer: 日本脳神経外科学会第74回学術総会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-10-15
  • Invited
• [Presentation] Impact of aging on anatomical and functional human brain connectivity-toward early detection of dementia (2015)
  • Author(s): 祖父江 元
  • Organizer: 9th International Congress of the Asian Society Against Dementia (ASAD)
  • Place of Presentation: KKR熊本（熊本県熊本市）
  • Year and Date: 2015-09-15
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] The future of clinical neuroscience (2015)
  • Author(s): 祖父江 元
  • Organizer: Brain connects 2015
  • Place of Presentation: 野依記念館（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-07-31
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Novel imaging biomarker for early detection of AD (2015)
  • Author(s): 祖父江 元
  • Organizer: nd World Centenarian Initiative International Symposium on Alzheimer’s Disease Prevention Strategy
  • Place of Presentation: JA共済ビル カンファレンスホール（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-06-27
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 神経変性疾患のdisease-modifying therapyをめざした我国初の医師主導治験の経験から (2015)
  • Author(s): 祖父江 元
  • Organizer: 第56回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2015-05-20
  • Invited
• [Presentation] 神経変性疾患のdisease-modifying therapyへの展望 (2015)
  • Author(s): 祖父江 元
  • Organizer: 第104回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-05-02
  • Invited
• [Presentation] 認知症制御へ向けた脳タンパク質老化と神経回路の可視化 (2015)
  • Author(s): 祖父江 元
  • Organizer: 第29回日本医学会総会2015関西
  • Place of Presentation: 京都国際会館（京都府京都市）
  • Year and Date: 2015-04-12
  • Invited