In silico解析を活用した球脊髄性筋萎縮症の骨格筋病態の解明

• 研究課題/領域番号: 22K15705
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分52020:神経内科学関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 飯田 円 名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (40815437)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 球脊髄性筋萎縮症 / 骨格筋病態 / In silico解析 / 治療薬開発 / in silico解析 / 細胞モデル / マウスモデル

研究開始時の研究の概要

球脊髄性筋萎縮症（SBMA）は成人男性のみに発症する進行性の遺伝性神経筋疾患である。本研究課題では、in silico解析を活用してSBMAの骨格筋病態の解明を目指す。SBMA細胞モデルおよびマウスモデルを用いた既存の遺伝子発現解析の結果を利用して、骨格筋病態の改善が期待される候補薬をin silico解析により抽出し、SBMA細胞モデルやマウスモデルに投与して病態抑止効果を評価した上で、変化している分子シグナルに注目して骨格筋の分子病態を解明する。またパスウェイ解析ならびに薬剤データベースを用いて、候補薬の作用機序および他の組織への潜在的な効能について解析する。

研究成果の概要

球脊髄性筋萎縮症（SBMA）は進行性の遺伝性神経筋疾患である。本研究課題では、in silico解析を活用してSBMAの骨格筋病態の解明を目標とした。GEOで公開されている遺伝子発現解析情報とLibrary of Integrated Network-based Cellular Signatures（LINCS）データベースを用いて、SBMAの病態と負の相関を呈する遺伝子変化をもたらす薬剤およびその作用機序をそれぞれ抽出した。その中からSBMA病態を改善すると期待される薬剤を8つ選定しSBMA筋細胞モデルに投与し、SBMAモデル細胞のviabilityを改善させる薬剤を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

球脊髄性筋萎縮症（SBMA）は成人男性のみに発症する進行性の遺伝性神経筋疾患である。約3割の患者は発症後20年で移動に車椅子が必要となり、呼吸筋の筋力低下により呼吸器感染症で死亡することが多い。現在リュープリン酢酸塩がSBMAの唯一の治療薬として日本で承認を受けているが、性ホルモン抑制や骨格筋の同化作用による副作用をみとめ、新規治療薬の開発が望まれている。本研究によりSBMAの病態理解が進み、新たな治療薬開発につながると考えられる。また治療薬開発のプロセスは他の疾患にも応用でき、SBMAのみならず多くの疾患の治療薬開発に結びつくことが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Exercise attenuates polyglutamine-mediated neuromuscular degeneration in a mouse model of spinal and bulbar muscular atrophy. (2024)
  • 著者名/発表者名: Hirunagi T, Nakatsuji H, Sahashi K, Yamamoto M, Iida M, Tohnai G, Kondo N, Yamada S, Murakami A, Noda S, Adachi H, Sobue G, Katsuno M.
  • 雑誌名: J Cachexia Sarcopenia Muscle 巻: 15 号: 1 ページ: 159-172
  • DOI: 10.1002/jcsm.13344
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Autoantibodies Against Dihydrolipoamide S-Acetyltransferase in Immune-Mediated Neuropathies. (2024)
  • 著者名/発表者名: Fukami Y, Iijima M, Koike H, Yagi S, Furukawa S, Mouri N, Ouchida J, Murakami A, Iida M, Yokoi S, Hashizume A, Iguchi Y, Imagama S, Katsuno M.
  • 雑誌名: Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm. 巻: 11(2) 号: 2
  • DOI: 10.1212/nxi.0000000000200199
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dysregulation of Aldh1a2 underlies motor neuron degeneration in spinal muscular atrophy (2023)
  • 著者名/発表者名: Kataoka Mayumi、Sahashi Kentaro、Tsujikawa Koyo、Takeda Jun-ichi、Hirunagi Tomoki、Iida Madoka、Katsunoa Masahisa
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: - ページ: 58-65
  • DOI: 10.1016/j.neures.2023.04.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical implication of denervation in sporadic inclusion body myositis (2022)
  • 著者名/発表者名: Noda Seiya、Murakami Ayuka、Kazuta Tomoyuki、Hirano Satoko、Kimura Seigo、Nakanishi Hirotaka、Matsuo Koji、Tsujikawa Koyo、Yamada Shinichiro、Iida Madoka、Koike Haruki、Kuru Satoshi、Katsuno Masahisa
  • 雑誌名: Journal of the Neurological Sciences 巻: 439 ページ: 120317-120317
  • DOI: 10.1016/j.jns.2022.120317
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Label-free morphological sub-population cytometry for sensitive phenotypic screening of heterogenous neural disease model cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Imai Yuta、Iida Madoka、Kanie Kei、Katsuno Masahisa、Kato Ryuji
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 9296-9296
  • DOI: 10.1038/s41598-022-12250-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mid1 is associated with androgen-dependent axonal vulnerability of motor neurons in spinal and bulbar muscular atrophy (2022)
  • 著者名/発表者名: Ogura Yosuke、Sahashi Kentaro、Hirunagi Tomoki、Iida Madoka、Miyata Takaki、Katsuno Masahisa
  • 雑誌名: Cell Death & Disease 巻: 13 号: 7 ページ: 601-601
  • DOI: 10.1038/s41419-022-05001-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Metabolome and transcriptome analysis on muscle of sporadic inclusion body myositis. (2022)
  • 著者名/発表者名: Murakami, A., Noda, S., Kazuta, T., Hirano, S., Kimura, S., Nakanishi, H., Matsuo, K., Tsujikawa, K., Iida, M., Koike, H., Sakamoto, K., Hara, Y., Kuru, S., Kadomatsu, K., Shimamura, T., Ogi, T., Katsuno, M.
  • 雑誌名: Ann Clin Transl Neurol. 巻: 9 号: 10 ページ: 1602-1615
  • DOI: 10.1002/acn3.51657
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Single cell analysis reveals oligodendrocyte heterogeneity in spinal and bulbar muscular atrophy (2023)
  • 著者名/発表者名: 飯田 円
  • 学会等名: 第64回日本神経学会学術大会
• [図書] CLINICAL NEUROSCIENCE (2022)
  • 著者名/発表者名: 飯田 円
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 中外医学社