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Structural optimization of a TNFR1-selective antagonistic TNF-alpha mutant to create new-modality TNF-regulating biologics

Research Project

Project/Area Number 21K06540
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
Research InstitutionKobe Gakuin University

Principal Investigator

Inoue Masaki  神戸学院大学, 薬学部, 助教 (80757097)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 角田 慎一  神戸学院大学, 薬学部, 教授 (90357533)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords腫瘍壊死因子 / TNF阻害薬 / 1型TNF受容体 / TNF / 自己免疫疾患 / TNFR1アンタゴニスト
Outline of Research at the Start

これまで独自に開発してきたTNFR1選択的アンタゴニスト「T2」の抗炎症作用や生体内安定性の向上を目指して、“3量体構造の一本鎖化”及び“IgG-Fc融合”による構造最適化を図ったT2誘導体「scT2-Fc」の創製を試みる。免疫疾患治療に資する新規モダリティ分子としての有用性を検証するとともに、サイトカインを医薬品として活用するための創薬基盤技術の確立を図る。

Outline of Final Research Achievements

Excessive activation of the proinflammatory cytokine tumor necrosis factor-α (TNFα) is a major cause of autoimmune diseases, including rheumatoid arthritis. TNFα induces immune responses via TNF receptor 1 (TNFR1) and TNFR2. Signaling via TNFR1 induces proinflammatory responses, whereas TNFR2 signaling is suggested to suppress the pathophysiology of inflammatory diseases. Here, we developed a TNFR1-selective, antagonistic TNFα mutant (T2) derivative, scT2-Fc, which represents a single-chain form of trimeric T2 with a human IgG-Fc domain. scT2-Fc had properties similar to those of T2, including TNFR1-selective binding avidity, TNFR1 antagonistic activity, and thermal stability, and had a significantly extended plasma t1/2 in vivo. In a murine rheumatoid arthritis model, scT2-Fc delayed the onset of collagen-induced arthritis, suppressed arthritis progression in mice, and required a reduced frequency of administration.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

scT2-Fcは、(1)2価アンタゴニストによるTNFR1シグナル阻害活性の向上、(2)IgG-Fc融合の分子量増大による血中半減期の延長、(3)TNFR2シグナル温存による制御性T細胞の免疫抑制効果の維持、などの分子特性を有することで、TNF阻害薬よりも高い治療効果を発揮したと示唆された。生体内で長期間、炎症の抑制や免疫抑制活性の維持ができ、抗TNF抗体など他の免疫疾患治療薬に優位性を示すと考えられた。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (18 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Bivalent structure of a TNFR2-selective and agonistic TNF-α mutein Fc-fusion protein enhances the expansion activity of regulatory T cells2023

    • Author(s)
      Inoue Masaki、Tsuji Yuta、Ueno Reira、Miyamoto Daisuke、Tanaka Keisuke、Moriyasu Yuka、Shibata Saya、Okuda Mei、Ando Daisuke、Abe Yasuhiro、Kamada Haruhiko、Tsunoda Shin-ichi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 13762-13762

    • DOI

      10.1038/s41598-023-40925-9

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of TNFR1-selective antagonistic TNF-α mutant as new biologics for treatment of immunological disorders2021

    • Author(s)
      井上 雅己、角田 慎一
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 93 Issue: 3 Pages: 391-395

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2021.930391

    • NAID

      40022647445

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2021-06-25
    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Characterization of a TNFR2-Selective Agonistic TNF-α Mutant and Its Derivatives as an Optimal Regulatory T Cell Expander2021

    • Author(s)
      Inoue Masaki、Yamashita Kanako、Tsuji Yuta、Miki Midori、Amano Shota、Okumura Taichi、Kuge Koki、Tone Takao、Enomoto Shota、Yoshimine Chinatsu、Morita Yuki、Ando Daisuke、Kamada Haruhiko、Mikami Norihisa、Tsutsumi Yasuo、Tsunoda Shin-ichi
    • Journal Title

      The Journal of Immunology

      Volume: 206 Issue: 8 Pages: 1740-1751

    • DOI

      10.4049/jimmunol.2000871

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      日本薬学会第142年会(名古屋)
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      日本薬学会第142年会(名古屋)
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      日本薬学会第142年会(名古屋)
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      井上 雅己
    • Organizer
      第3回 神戸医療産業都市 産学官医連携オープンイノベーション推進プログラム シーズ発表会
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    • Invited

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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