Development of causative therapies for emerging infectious diseases targeting host inflammatory macrophages
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22K08600
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 54030:Infectious disease medicine-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
千田 淳司 徳島大学, 先端酵素学研究所, 講師 (20437651)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 新興感染症 / インフルエンザ / 重症化 / マクロファージ / 抗体療法 / 抗プリオン抗体 / プリオン蛋白質 / 抗PrP抗体 |
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| Outline of Research at the Start |
最近、申請者はマウスへの抗プリオン蛋白質抗体(抗PrP抗体)の投与によって、インフルエンザAウイルス(IAV)感染後のマウスの致死率が大幅に低下することを見出した。その機序として、抗PrP抗体がマウスの炎症性マクロファージ(M1Mφ)に作用することで、感染初期に起こるサイトカイン・ストームを回避することを報告した。これまでの新興感染症の予防にはワクチン、治療には抗ウイルス薬に頼る現状ではウイルス変異株への対応は困難であり、宿主由来の分子を標的とした治療薬の開発が望まれるが、成功例はない。そこで本研究では、宿主のM1Mφを標的とした振興感染症に対する治療薬の開発を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
インフルエンザの重症化機序が明確でない現在の状況で、抗ウイルス薬の一方的な投与が原因で抗ウイルス薬の耐性株が世界各地で急増している。このような背景から、抗ウイルス薬とは作用機序の異なる「耐性株を出現させない治療薬」の開発が急務であるが、これまで宿主因子を標的とした治療薬の開発は成功例がない。研究代表者は、インフルエンザ感染マウスへの抗プリオン蛋白質(抗PrP)抗体の投与で、マウスの致死率が著明に低下することを報告してきたが、その詳細な機序は不明である。本研究の目的は未だ明らかでない抗PrP抗体の作動機序を解明し、既存の抗ウイルス薬とは作動機序の異なるプリオン蛋白質(PrP)を分子標的としたインフルエンザの重症化の治療薬を開発することである。宿主因子であるPrPを分子標的とした治療薬を開発する試みはこれまでに例が無く、今後この方面の研究に大きく貢献する可能性がある。
令和4年度までに、マウス腹腔由来のマクロファージ(Mφ)を抗PrP抗体で処理すると抗炎症性Mφ(M2Mφ)に分極することを明確にした。これによりマウスは「サイトカイン・ストーム」を回避できることを確認した。令和5年度は、抗PrP抗体の作用機序の解析をMφ培養細胞を用いて実施した。その結果、細胞膜上でPrPとCSF1(Colony stimulating factor 1)受容体が結合しており、抗PrP抗体処理でCSF1受容体が２量体を形成・活性化することでM2Mφに分極することを明らかにした。以上の結果から、抗PrP抗体、CSF1、Interleukin 34(IL34)等のCSF1受容体のアゴニストがインフルエンザ重症化の治療薬候補として有力視されるが、これらは高分子のバイオ医薬品となり高薬価になることが危惧される。そのために今後は、抗PrP抗体に代わるPrPに特異的に結合する低分子化合物の探索を実施する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マウス腹腔Mφを抗PrP抗体で処理するとM2Mφに分極するが、その際にSrc family kinases(SFK)のリン酸化が必須であることを既に確認している。しかし、作用機序の全体像については不明であった。令和5年度は、抗PrP抗体で処理した腹腔Mφのマス解析を実施し、抗PrP抗体がMφの細胞膜上に局在するPrPと結合することで、CSF1受容体が２量体を形成・活性化(リン酸化)すること、リン酸化されたCSF1受容体がSFKをリン酸化すること、リン酸化されたSFKがPI3K/Aktシグナルを活性化することで最終的にM2Mφに分極することを明らかにした。他にも、Mφの細胞膜上でPrPとCSF1受容体が複合体を形成していることを免疫沈降法で明らかにした。従って、本研究の主目的であった抗PrP抗体の作動機序の全体像の解明については概ね達成した。
令和5-6年度に予定していた抗PrP抗体に代わるPrPに特異的に結合する低分子化合物(リード化合物)の探索を既に開始しており、当初の計画通り順調に進展しているものと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
インフルエンザ重症化患者への抗PrP抗体療法は薬剤費が高額となり実現不可であると予想されることから、それに代わるPrPに高親和性の低分子化合物(抗PrP化合物)を探索する。これに関連して、これまでに約30種のPrPの抗PrP化合物を生体分子間相互作用解析(Octet)システムで既に同定している。これらの抗PrP化合物のMφ培養(J774.1)細胞への添加試験を試み、M2Mφへの分極誘導能を有するリード化合物を選別する。得られたリード化合物については、インフルエンザ感染マウスへの投与試験を実施し、マウスの生存率・体重減少等について検証する。さらに、動物試験で効果の認められたリード化合物については生化学的な解析を行い、肺の炎症スコア、副作用の有無等について評価する。以上の動物試験で有効性が確認されたリード化合物については特許出願をする予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
