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異常型タンパク質のシーディングを利用した神経難病ALSの血液診断法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K19456
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分52:内科学一般およびその関連分野
研究機関日本大学

研究代表者

徳田 栄一  日本大学, 薬学部, 講師 (00757510)

研究分担者 原 誠  日本大学, 医学部, 准教授 (10817224)
中嶋 秀人  日本大学, 医学部, 教授 (20330095)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード筋萎縮性側索硬化症 / 血液診断 / 早期発見 / 異常型タンパク質 / シーディング / ホフマイスターイオン
研究開始時の研究の概要

本研究では、筋萎縮性側索硬化症 (ALS) の早期発見を可能とする血液診断法の開発に挑戦する。異常型タンパク質が正常型タンパク質の構造異常を誘発する「シーディング現象」を利用し、ALSの罹患が疑われた時点で採取した「病初期」の血液に含まれる極微量な異常型タンパク質を増幅させる。ALS患者における増幅パターンとの比較を通じて、本法がALS診断法として妥当か判断する。本手法は、確定診断に年単位の時間を要する従来の手法と比較し、診断に迅速化をもたらし、ALSの早期発見・早期治療に貢献すると期待できる。

研究成果の概要

本研究は、神経難病ALSの早期発見に寄与できる血液診断法の開発に挑戦した。具体的には、異常型タンパク質が普遍的に持つシーディング反応を利用し、ALS血液中の極微量な異常型タンパク質を試験管内で増幅させる手法の開発を行った。ALS異常型タンパク質とヒト正常血清からALSモデル血液を調製し、特定のホフマイスターイオン存在下でシーディング実験を行うと、シーディング反応に感度増強と反応特異性を付与することができた。この実験条件では、0.1ピコmol/L濃度のALS異常型タンパク質であってもシードとして機能し増幅可能であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

神経変性疾患の研究領域において、夾雑物質が豊富に含まれる血液中では、異常型タンパク質はシーディングを誘発できないと考えられており、当該分野では、脳脊髄液を対象にバイオマーカー探索が行われてきた。本研究では、既存のコンセンサスの打破に挑戦し、極微量な異常型タンパク質が血液の夾雑環境においても、シードとして機能できるアッセイ系の開発に成功した。本研究で開発したアッセイ系は、原理的には血中に存在する様々な異常型タンパク質のシード機能の評価にも適応できると考えられ、汎用性が高く、幅広い学術分野に波及効果のある手法と言える。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] FUS regulates RAN translation through modulating the G-quadruplex structure of GGGGCC repeat RNA in C9orf72-linked ALS/FTD2023

    • 著者名/発表者名
      Fujino Yuzo、Ueyama Morio、Ishiguro Taro、Ozawa Daisaku、Sugiki Toshihiko、Ito Hayato、Murata Asako、Ishiguro Akira、Gendron Tania F.、Mori Kohji、Tokuda Eiichi、Taminato Tomoya、Konno Takuya、Koyama Akihide、Kawabe Yuya et al.
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 12

    • DOI

      10.7554/elife.84338.1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Metal-Free, Disulfide Oxidized Form of Superoxide Dismutase 1 as a Primary Misfolded Species with Prion-Like Properties in the Extracellular Environments Surrounding Motor Neuron-Like Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Takashima Chika、Kosuge Yasuhiro、Inoue Masahisa、Ono Shin-Ichi、Tokuda Eiichi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 8 ページ: 4155-4155

    • DOI

      10.3390/ijms22084155

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stagnation of glymphatic interstitial fluid flow and delay in waste clearance in the SOD1-G93A mouse model of ALS2021

    • 著者名/発表者名
      Hirose Mikako、Asano Mito、Watanabe-Matsumoto Saori、Yamanaka Koji、Abe Yoichiro、Yasui Masato、Tokuda Eiichi、Furukawa Yoshiaki、Misawa Hidemi
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 171 ページ: 74-82

    • DOI

      10.1016/j.neures.2020.10.006

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Apoptotic Effects of a Thioether Analog of Vitamin K3 in a Human Leukemia Cell Line2021

    • 著者名/発表者名
      Asami Satoru、Suzuki Mikana、Nakayama Toshimitsu、Shimoda Yasuyo、Miura Motofumi、Kato Koichi、Tokuda Eiichi、Ono Shinichi、Kawakubo Takashi、Nishizawa Kenji、Yamanaka Kenzo、Suzuki Takashi
    • 雑誌名

      International Journal of Toxicology

      巻: 40 号: 6 ページ: 517-529

    • DOI

      10.1177/10915818211047992

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Zn未結合型SOD1を認識する市販ミスフォールドSOD1抗体MS7852023

    • 著者名/発表者名
      徳田 栄一、阪下 優芽、山老 直哉
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Zinc-binding metallothionein inhibits the SOD1 aggregation via binding of core regions for aggregate growth2022

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Tokuda、Maiko Keima、Chiako Ikeda、Yasuhiro Kosuge、Shin-ichi Ono
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ALS病因タンパク質の凝集化を抑制するZn結合型メタロチオネイン2022

    • 著者名/発表者名
      徳田 栄一、桂馬 茉衣子、池田知亜子、小菅 康弘、小野 真一
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経難病ALSの創薬標的としてのメタロチオネイン: ALS関連タンパク質の凝集抑制作用2022

    • 著者名/発表者名
      徳田栄一
    • 学会等名
      千葉エリア産官学公金共創イノベーションネットワーク 第1回産官学公金マッチングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A conformational feature of extracellular misfolded SOD1 with prion-like properties in the extracellular environment surrounding motor neuron-like cells2021

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Tokuda, Chika Takashima, Yasuhiro Kosuge, Masahisa Inoue, and Shin-ichi Ono
    • 学会等名
      第44回 日本神経科学大会 CJK第1回国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経変性疾患ALSに対するメタロチオネインの防御作用: SOD1タンパク質の凝集化抑制2021

    • 著者名/発表者名
      徳田栄一, 桂馬茉衣子, 池田知亜子, 小野真一
    • 学会等名
      第47回 日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 日本大学薬学部ホームページ

    • URL

      https://www.pha.nihon-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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