視神経脊髄炎の動物モデルと抗アクアポリン４抗体を用いた新規治療法の開発基盤研究

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05134
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 阿部 陽一郎 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (10317331)
• 研究分担者: 高井 良樹 東北大学, 大学病院, 医員 (40725743)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: アクアポリン４ / 視神経脊髄炎 / モノクローナル抗体 / 動物モデル / 抗体医薬 / 内在化／エンドサイトーシス / 自己免疫疾患

研究実績の概要

I. 視神経脊髄炎モデル動物によるキメラ抗体の治療効果の証明
ゲノム編集による遺伝子改変技術を用いてアクアポリン４（AQP4）ヒト化ラット及びAQP4ノックアウト（KO）ラットが作製できたため、繁殖を開始し、いずれもホモ個体の作出に成功した。AQP4ヒト化ラットについてはホモ個体のゲノムDNAのシークエンシングにより正しい配列であることを確認するとともに、ウェスタンプロッティングにより正しい位置にバンドがが現れることを確認した。AQP4 KOラットについてもホモ個体のゲノムDNAのシークエンシングによりエクソン１からイントロンにかけて295 bpの欠損があることを確認した。ウェスタンブロッティングにより、野生型のAQP4の位置にはバンドは検出されなかった。よって機能的AQP4は発現してないと考えられた。ところが長時間露光することによりAQP4のC末端ドメインを認識する抗体で検出される15 kDa程度のバンドが認められた。これはスプライシングの異常により、途中から翻訳されたC末端ドメインを含むAQP4の断片であると考えられる。AQP4 KOラットの組織染色を行ったところ、その染色パターンから、やはり完全なKOではなくAQP4の断片を発現していることが強く示唆された。これにより、ヒト化ラットAQP4タンパク質をこのラットに免疫した場合、細胞外ドメイン以外の領域に対する免疫応答が起きにくいと考えられた。
II. 抗体依存的AQP4内在化機構の解明とその視神経脊髄炎病態・治療における位置付け
カルボキシル末端を欠損させるとAQP4の発現量が低下する現象について詳細に検討を行った結果、C末端１０残基の領域に分解を抑制するシグナルがあり、２つの酸性アミノ酸残基が重要であることがわかった。一方で、Tyr 277 - Val280は分解を促進するために必要なシグナルであることが判明した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Aquaporin-4-dependent glymphatic solute transport in the rodent brain (2018)
  • 著者名/発表者名: Mestre H, Hablitz LM, Xavier AL, Feng W, Zou W, Pu T, Monai H, Murlidharan G, Castellanos Rivera RM, Simon MJ, Pike MM, Pla V, Du T, Kress BT, Wang X, Plog BA, Thrane AS, Lundgaard I, Abe Y, Yasui M, Thomas JH, Xiao M3, Hirase H, Asokan A, Iliff JJ , Nedergaard M
  • 雑誌名: eLife 巻: 7 ページ: -
  • DOI: 10.7554/eLife.40070
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparison of diffusion-weighted MRI and anti-Stokes Raman scattering (CARS) measurements of the inter-compartmental exchange-time of water in expression-controlled aquaporin-4 cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Obata Takayuki、Kershaw Jeff、Tachibana Yasuhiko、Miyauchi Takayuki、Abe Yoichiro、Shibata Sayaka、Kawaguchi Hiroshi、Ikoma Yoko、Takuwa Hiroyuki、Aoki Ichio、Yasui Masato
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-018-36264-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Three amino-acid sequences regulate the expression level of aquaporin-4 (2019)
  • 著者名/発表者名: Abe Y., Suzuki R., Goda W., and Yasui M.
  • 学会等名: The 92nd Annual Meeting of the Japanese Pharmacological Society
• [学会発表] Development of a new Neuromyelitis Optica model mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Chau S.H., Abe Y., and Yasui, M.
  • 学会等名: The 18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology/The 91st Annual Meeting of the Japanese Pharmacological Society
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of regions in the C-terminal domain of aquaporin-4 responsible for its intracellular trafficking and degradation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Abe Y., Suzuki R., Goda W., and Yasui M.
  • 学会等名: The 41st Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
• [備考] 慶應義塾大学 研究者情報総覧
  • URL: http://k-ris.keio.ac.jp/Profiles/54/0005317/profile.html
• [備考] Keio Researchers Information System
  • URL: https://keio.pure.elsevier.com/ja/persons/yoichiro-abe