革新的Renal Precision Medicine 基盤構築への挑戦

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03379
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 甲斐 広文 熊本大学, 大学院生命科学研究部附属グローバル天然物科学研究センター, 教授 (30194658)
• 研究分担者: 首藤 剛 熊本大学, 大学院生命科学研究部附属グローバル天然物科学研究センター, 准教授 (80333524) ; スイコ メリー・アン・ソテン 熊本大学, 大学院生命科学研究部附属グローバル天然物科学研究センター, 助教 (20363525)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: Alport症候群 / Type IV collagen / Split NanoLuciferase / 遺伝子型 / 表現型

研究実績の概要

今年度は，Alport症候群の原因タンパク質Type IV collagen α345の三量体特性に基づく遺伝子型・表現型相関のバリデーションを行なった．これまでに数百種類のAlport症候群の原因変異が報告され，変異によって病態の重症度が異なることがわかっている．しかし，実際の原因タンパク質α345(IV)の三量体形成能と病態重症度の相関は不明であった．そこで以前筆者らが確立したSplit NanoLuciferase (split NanoLuc) による細胞ベースのα345(IV) 三量体評価系を用いて，病態重症度の異なるα5(IV)の9変異と非病原性と思われるSNPs １変異 (G953V) について三量体の評価を行った．その結果，重症変異はα345(IV)の細胞内三量体形成または細胞外分泌が著しく低下したのに対し，軽症変異のほとんどはわずかな細胞外分泌低下に留まっていた．したがって，臨床の重症度の大部分はα345(IV) 三量体形成・分泌能により規定されることが明らかになった．他方，SNPsであるG953V変異では三量体の変化がみられなかったことから，本評価系を用いた非病原性・病原性の区別が可能であると考えられた．そこで，巣状分節型糸球体硬化症 (FSGS) コホートから特定した17の変異について同様のα345(IV) 三量体形成・分泌能を評価したところ，病原性として既報の9変異のみで三量体分泌の障害を検出した．以上の結果より，Split NanoLucによるα345(IV)三量体評価系が患者重症度の解釈や病原性変異の同定に重要なエビデンスを提供しうることを明らかにした(Kamura et al., Kid Int Rep. 2020)．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

Alport症候群の原因タンパク質Type IV collagen α345の三量体特性に基づく遺伝子型・表現型相関のバリデーションは，本研究で達成するべき一つの課題であり，今年度，予定通り進行した．また，三量体形成や分泌を促進する化合物や新規モデルマウスの作成についてもすでに研究開発が進んでおり，次年度以降に成果の発表に向けて取り組んでいる．

今後の研究の推進方策

本研究では，①α345 (IV) 異常による特徴を多面的・階層的に統合解析し、AS の重症度の推測システムを構築すること、②HTS 評価系と独自のAS創薬基盤 (新規マウス、患者iPS細胞由来腎オルガノイド) を活用したリード化合物を見出すこと、③他の慢性腎臓病におけるα345 (IV) の非翻訳領域変異に着目した基底膜脆弱性獲得メカニズムを解明することを目的とし、革新的なRenal Precision Medicine基盤構築に挑戦する。すでに，①を達成したことから，今後は，②および③の課題について促進する．準備状況等は問題ない．

研究成果

• [国際共同研究] Georgia State University/Washington University School of Medicine(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Georgia State University/Washington University School of Medicine
• [雑誌論文] Melinjo seed extract increases adiponectin multimerization in physiological and pathological conditions (2020)
  • 著者名/発表者名: Oniki K, Kawakami T, Nakashima A, Miyata K, Watanabe T, Fujikawa H, Nakashima R, Nasu A, Eto Y, Takahashi N, Nohara H, Suico M.A., Kotani S, Obata Y, Seguchi Y, Saruwatari J, Imafuku T, Watanabe H, Maruyama T, Kai H, Shuto T.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: -
  • DOI: doi:10.1038/s41598-020-61148-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Trimerization and genotype-phenotype correlation of COL4A5 mutants in Alport syndrome (2020)
  • 著者名/発表者名: Kamura M, Yamamura T, Omachi K, Suico MA, Nozu K, Kaseda S, Kuwazuru J, Shuto T, Iijima K, Kai H.
  • 雑誌名: Kidney International Reports 巻: - ページ: -
  • DOI: doi: 10.1016/j.ekir.2020.01.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Azithromycin inhibits constitutive airway epithelial sodium channel activation <i>in vitro</i> and modulates downstream pathogenesis <i>in vivo</i>. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujikawa H, Kawakami T, Nakashima R, Nasu A, Kamei S, Nohara H, Eto Y, Ueno-Shuto K, Takeo T, Nakagata N, Suico MA, Kai H, Shuto T.
  • 雑誌名: Biological and Pharmaceutical Bulletin 巻: 4 ページ: 725-730
  • DOI: 10.1248/bpb.b19-01091
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 遺伝性腎炎アルポート症候群の原因タンパク質Type IV collagen α3α4α5の三量体形成を標的とした治療戦略 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大町 紘平、Suico Mary Ann、首藤 剛、甲斐 広文
  • 雑誌名: 生化学 巻: 91 ページ: 413～417
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2019.910413
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A cell-based high-throughput screening method to directly examine transthyretin amyloid fibril formation at neutral pH (2019)
  • 著者名/発表者名: Ueda M, Okada M, Mizuguchi M, Kluve-Beckerman B, Kanenawa K, Isoguchi A, Misumi Y, Tasaki M, Ueda A, Kanai A, Sasaki R, Masuda T, Inoue Y, Nomura T, Shinriki S, Shuto T, Kai H, Yamashita T, Matsui H, Benson MD, Ando Y.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 294 ページ: 11259～11275
  • DOI: 10.1074/jbc.RA119.007851
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Auto-measure emphysematous parameters and pathophysiological gene expression profiles in experimental mouse models of acute and chronic obstructive pulmonary diseases (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakashima R, Kamei S, Nohara H, Fujikawa H, Maruta K, Kawakami T, Eto Y, Takahashi N, Suico M.A., Takeo T, Nakagawa N, Kai H, Shuto T.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 巻: 140 ページ: 113～119
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2019.01.011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 慢性閉塞性肺疾患モデルに対する甲状腺ホルモン（T3）経気管投与の影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋 宜暉、藤川 春花、中嶋 竜之介、江藤 結花、那須 葵、Marry Ann Suico、甲斐 広文、首藤 剛
  • 学会等名: 第11回 トランスポーター研究会九州部会
• [学会発表] メリンジョ種子抽出物（MSE）による慢性閉塞性肺疾患モデルマウスの肺病態抑制作用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 那須 葵、川上 太聖、藤川 春花、中嶋 竜之介、江藤 結花、野原 寛文、鬼木 健太郎、Mary Ann Suico、猿渡 淳二、甲斐 広文、首藤 剛
  • 学会等名: 第11回 トランスポーター研究会九州部会
• [学会発表] Alport 症候群におけるコラーゲン受容体 discoidin domain receptor 2の機能解明に向けた基礎的検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三宮 裕也、加世田 将大、嘉村 美里、桑水流 淳、Mary Ann Suico、首藤 剛、甲斐 広文
  • 学会等名: 第72回 日本薬理学会西南部会
• [学会発表] メリンジョ種子抽出物（MSE）による慢性閉塞性肺疾患モデルマウスの肺病態抑制作用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 那須 葵、川上 太聖、藤川 春花、中嶋 竜之介、江藤 結花、野原 寛文、鬼木 健太郎、Mary Ann Suico、猿渡 淳二、甲斐 広文、首藤 剛
  • 学会等名: 第72回 日本薬理学会西南部会
• [学会発表] 慢性閉塞性肺疾患モデルに対する甲状腺ホルモン（T3）経気管投与の影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋 宜暉、藤川 春花、中嶋 竜之介、江藤 結花、那須 葵、Marry Ann Suico、甲斐 広文、首藤 剛
  • 学会等名: 第36回日本薬学会九州支部大会
• [学会発表] COPDモデルマウスに対する甲状腺ホルモン経気管投与の影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋 宜暉、藤川 春花、中嶋 竜之介、江藤 結花、那須 葵、Marry Ann Suico、甲斐 広文、首藤 剛
  • 学会等名: 第83回日本呼吸器学会・日本結核病学会 日本サルコイドーシス/肉芽腫性疾患学会 九州支部 秋季学術講演会
• [学会発表] Drug discovery for Alport Syndrome by screening of natural products library (2019)
  • 著者名/発表者名: Mary Ann Suico, Jun Kuwazuru, Kohei Omachi, Misato Kamura, Tsuyoshi Shuto, Hirofumi Kai
  • 学会等名: 第19回次世代創薬研究者養成塾ポスターフェス2019
• [学会発表] 各種アミロイドーシスに対するアミロイドブレーカーの探索研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 亮子、寺西 ゆり子、帖佐 圭佑、植田 光晴、橋本 那美、山縣 章正、中野 義雄、福島 友太朗、小澤 享子、Mary Ann Suico、首藤 剛、安東 由喜雄、甲斐 広文
  • 学会等名: 第19回次世代創薬研究者養成塾ポスターフェス2019
• [学会発表] 遺伝性腎炎Alport症候群に対する代謝異常の改善を企図したmetforminの効果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加世田 将大、大町 紘平、横田 翼、嘉村 美里、寺本 啓祐、小嶋 遥、桑水流 淳、大槻 純男、Mary Ann Suico、首藤 剛、甲斐 広文
  • 学会等名: 第27回クリニカルファーマシーシンポジウム
• [学会発表] 閉塞性肺疾患と亜鉛の意外な関係性～亜鉛トランスポーターの観点から (2019)
  • 著者名/発表者名: 首藤 剛、亀井 竣輔、Mary Ann Suico、甲斐 広文
  • 学会等名: 第19回日本抗加齢医学会総会
• [学会発表] Therapeutic potential of metformin in novel COPD mouse model with diffuse-type emphysema (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryunosuke Nakashima, Hirofumi Nohara, Shunsuke Kamei, Haruka Fujikawa, Kasumi Maruta, Taisei Kawakami, Yuka Eto, Noriki Takahashi, Aoi Nasu, Mary-Ann Suico, Hirofumi Kai, Tsuyoshi Shuto
  • 学会等名: ASCB|EMBO 2019 meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Recent progress on high throughput screening-based search for therapeutic reagents against Alport syndrom (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Kai, Mary Ann Suico, Tsuyoshi Shuto, Misato Kamura, Jun Kuwazuru, Haruka Kojima, Kohei Omachi
  • 学会等名: The 2019 International workshop on Alport Syndrome Siena, Italy
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a high-throughput screening system to evaluate nephrin expression on plasma membrane (2019)
  • 著者名/発表者名: Misato Kamura
  • 学会等名: American Society of Nephrology (ASN) kidney week 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Mild electrical stimulation with heat shock attenuates the skin inflammation in mouse model of psoriasis (2019)
  • 著者名/発表者名: Yu Tsurekawa
  • 学会等名: 24th World Congress of Dermatology Milan 2019
  • 国際学会
• [備考] 遺伝性の難病腎炎「アルポート症候群」の遺伝子型から病気の重症度を予測するシステムの開発に成功！
  • URL: https://research-er.jp/articles/view/87078
• [産業財産権] 難治性遺伝性腎疾患アルポート症候群の根治療法のための薬剤 (2019)
  • 発明者名: 甲斐広文ら，他7名
  • 権利者名: 甲斐広文ら，他7名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-165583