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

2004 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: 黒澤 美枝子 国際医療福祉大学, 保健学部, 教授 (30178131) ; 大野 耕策 鳥取大学, 医学部, 教授 (70112109) ; 難波 栄二 鳥取大学, 生命機能研究支援センター, 教授 (40237631) ; 松田 潤一郎 国立感染症研究所, 獣医科学部, 室長 (60181731) ; 飯田 真己 生化学工業株式会社, 中央研究所, 研究員
• キーワード: ケミカルシャペロン療法 / β-ガラクトシダーゼ / G_<M1>-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ため、分子・細胞レベルでの基礎的検討を行った。まず新しい合成化合物、N-オクチル-4-エピ-β-バリエナミン(NOEV)の構造、物性、β-ガラクトシダーゼ欠損症(G_<M1>-ガングリオシドーシス、モルキオB病)に対する生物学的活性を検討した。この化合物は分子量287.40のガラクトース擬似糖で室温で安定である。3-5mMの濃度までは水溶性で、メタノールやDMSOには自由に溶解する。試験管内ではヒトβ-ガラクトシダーゼの競合的阻害剤としてはたらく。ヒト酵素に対するIC50は0.2μMである。次に世界中から約50名の患者由来の線維芽細胞を提供してもらい、培養液にNOEVを添加し、4日間培養後の細胞内活性を測定したところ、その35%に通常の3倍以上の酵素活性上昇を認めた。またヒト病型特異的な変異遺伝子を発現するノックアウトマウス由来線維芽細胞についても、NOEVの効果が変異特異的な現象であることを確認した。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った。しかしこれまでのところ、モルキオB病の変異には効果が確認できなかった。NOEVの水に対する溶解性には限界があるが、その構造を改変することにより、水に対する溶解度が高く、しかもおなじ効果を示す化合物が得られた。さらにNOEVの細胞および体液中濃度の測定法を確立した。また試験管内阻害、細胞内活性発現の変異特異性を調べた。異なった変異が異なった細胞内活性発現上昇効果を示すことが分かった。NOEVの最大有効濃度は、変異により少なくとも10倍の差があった。シャペロン化合物と変異酵素の分子反応における構造機能相関解析を次の課題として計画中である。

研究成果

• [雑誌論文] ライソゾーム病に対するケミカルシャペロン療法 (2005)
  • 著者名/発表者名: 鈴木義之
  • 雑誌名: 小児科 45 ページ: 2313-2320
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] N-Octyl-β-valienamine up-regulates activity of F213I mutant β-glucosidase in cultured cells : a potential chemical chaperone therapy for Gaucher disease (2004)
  • 著者名/発表者名: Lin H, Sugimoto Y, Ohsaki Y, Ninomiya H, Oka A, Taniguchi M, Ida H, Eto Y, Ogawa S, Matsuzaki Y, Sawa M, Inoue T, Higaki K, Nanba E, Ohno K, Suzuki Y
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 1689 ページ: 219-228
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Skeletal muscle FOXO1 (FKHR)-transgenic mice have less skeletal muscle mass, down-regulated type I (slow twitch/red muscle) fiber genes, and impaired glycemic control (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamei Y, Miura S, Suzuki M, Kai Y, Mizukami J, Taniguchi T, Mochida K, Hata T, Matsuda J, Aburatani H, Nishino I, Ezaki O
  • 雑誌名: J Biol Chem 279 ページ: 41114-41123
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Chromosomal mapping and zygosity check of transgenes based on flanking genome sequences determined by genomic walking. (2004)
  • 著者名/発表者名: Noguchi A, Takekawa N, Einarsdottir T, Koura M, Noguchi Y, Takano K, Yamamoto Y, Matsuda J, Suzuki O
  • 雑誌名: Exp Anim 53 ページ: 103-111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Degeneration of cholecystokinin-immunoreactive afferents to the VPL thalamus in a mouse model of Niemann-Pick disease type C (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohara S, Ukita Y, Ninomiya H, Ohno K
  • 雑誌名: Brain Research 1022 ページ: 244-246
• [雑誌論文] Sequence analysis of cDNA encoding follicle-stimulating hormone and luteinizing hormone b subunits in the Mastomys (Praomys coucha). (2004)
  • 著者名/発表者名: Takano K, Koura M, Noguchi Y, Yamamoto Y, Uchio-Yamada K, Matsuda J, Suzuki O
  • 雑誌名: Gen Comp Endocr 138 ページ: 281-286
• [図書] Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease, 8th ed, <http://genetics.accessmedicine.com/> (2004)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y, Oshima A, Nanba E
  • 出版者: McGraw-Hill, New York (Online version)