遺伝性ライソゾーム病の脳障害に対する新しい分子治療薬の開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14207106
• 研究機関: 国際医療福祉大学
• 研究代表者: 鈴木 義之 国際医療福祉大学, 保健学部, 教授 (90010389)
• 研究分担者: 難波 栄二 鳥取大学, 生命機能研究支援センター, 教授 (40237631) ; 大野 耕策 鳥取大学, 医学部, 教授 (70112109) ; 黒澤 美枝子 国際医療福祉大学, 保健学部, 教授 (30178131) ; 飯田 真己 生化学工業株式会社, 中央研究所, 研究員 ; 松田 潤一郎 国立感染症研究所, 獣医科学部, 室長 (60181731)
• キーワード: ケミカルシャペロン療法 / β-ガラクトシダーセ / GM1-ガングリオシドーシス / 競合的阻害剤 / 遺伝子組換えモデルマウス / N-オクチル-4-エピ-β-バリエナミン / ライソゾーム病

研究概要

遺伝性ライソゾーム病の脳障害に対する新しい治療法、ケミカルシャペロン療法に用いる薬を開発する目的のために、分子、細胞レベルでの基礎的検討を行った。この方法は、細胞内で不安定な変異蛋白質を、基質類似の構造を持つ化合物の存在により安定化し活性を発現させる、という原理に基づく新しいアプローチ法である。昨年度有機合成により新しく合成した化合物、N-オクチル-4-エピ-β-バリエナミン(NOEV)がβ-ガラクトシダーゼの強い阻害剤であることを確認した。そこで世界中から提供された患者由来の線維芽細胞培養液にこの化合物を添加し、変異酵素の復元効果を調べた。4日間の培養で、50種ほどの細胞の30%に酵素活性の上昇を認めた。さらにノックアウトマウス由来の線維芽細胞にヒト病型特異的な変異遺伝子を導入し、安定に酵素蛋白質を発現する実験系を確立し、同じ結果を得た。いずれの細胞にも変異特異的な酵素活性上昇効果を認めた。NOEVは若年型G_<M1>-ガングリオシドーシスを発現する変異にもっとも有効であるが、乳児型、成人型の一部の症例にも効果がある可能性のあることが分かった。ただし、モルキオB病の変異には効果が確認できなかった。NOEVはメタノールやDMSOには容易に溶けるが、水に対する溶解性には限界があり、将来ヒト患者に対する治療薬として開発するにはこの問題の解決が必要になるであろう。溶媒の選択、化合物構造の修飾などの可能性を考慮中である。また治療効果のモニタリングに不可欠な、この化合物の細胞および体液中濃度の測定法を検討し、再現性のある結果を得た。次年度は、特に脳組織内での治療効果を評価するために、詳細な検定を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] Takaura N, Yagi T, Maeda M, Nanba E, Oshima A, Suzuki Y, Yamano T, Tanaka A: "Attenuation of ganglioside G_<M1> accumulation in the brain of G_<M1> gangliosidosis mice by neonatal intravenous gene transfer."Gene Therapy. 10. 1487-1493 (2003)
• [文献書誌] Suzuki Y: "Lysosomal storage diseases."Paediatria Croatica. 47. 111 (2003)
• [文献書誌] 衛藤義勝, 大橋十也, 宇都宮保典, 藤原優子, 水野愛子, 乾 幸治, 酒井規夫, 北川照男, 鈴木義之, 望月生武, 河上牧夫, 細谷龍男, 大和田操, 桜庭 均, 斎藤博久: "日本人ファブリー病患者における酵素補充療法:第II相オープン試験の結果"小児科診療. 66. 1435-1444 (2003)
• [文献書誌] Matsuda J, Suzuki O, Oshima A, Yamamoto Y, Noguchi A, Takimoto K, Itoh M, Matsuzaki Y, Yasuda Y, Ogawa S, Sakata Y, Nanba E, Higaki K, Ogawa Y, Tominaga L, Ohno K, Iwasaki H, Watanabe H, Brady RO, Suzuki Y: "Chenical chaperone therapy for brain pathology in G_<M1>-gangliosidosis."Proc Natl Acad Sci USA. 100. 15912-15917 (2003)
• [文献書誌] Pipo JR, Feng JH, Yamamoto T, Ohsaki Y, Nanba E, Tsujino S, Sakuragawa N, Martiniuk F, Ninomiya H, Oka A, Ohno K: "New GAA mutations in Japanese patients with GSDII (Pompe disease)."Pediatr Neurol. 284-287 (2003)