革新的Renal Precision Medicine 基盤構築への挑戦

2020 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: 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) ; 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)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: アルポート症候群 / Ⅳ型コラーゲン / 創薬

研究実績の概要

近年のゲノム解析技術のめざましい進歩により，疾患関連遺伝子の網羅的解析が可能となり，遺伝子情報に基づいた “Precision Medicine”の機運は様々な疾患で高まっている．遺伝性腎疾患の分野においても，次世代シーケンサーによる遺伝子解析が普及し，原因遺伝子変異の同定による正確な診断と新たな疾患分類が精力的に行われている．本年度はAlport症候群のPrecision Medicineの実現に向けて，新規Type IV collagen α5 変異モデルの作製を試みた．Alport症候群の多くは，Type IV collagen α345の三量体形成の異常により発症するが，従来の病態解析や治療薬探索には，原因タンパク質を欠失させたマウスモデルが汎用されてきた．そのため，α345(IV) 変異体による病態形成機序やそれらを標的とした治療薬開発はほとんど行われていない．そこで，新たにα5(IV) 変異体の発現を有するモデルマウス (C57BL/6Jマウス) の作製を行った．α5(IV)においてミスセンス変異を挿入したG1244Dマウス, およびExon41を欠損 (C3790G>A変異患者で生じるexon skipを模擬) させたΔExon41マウスの2種類を樹立し，病態解析を行った．その結果，G1244Dマウスは35週齢時点においても腎病態を示さなかったが，ΔExon41マウスは10週齢から顕著なアルブミン尿・タンパク尿を示す進行性の腎病態を呈した．また，本マウスは，α345(IV) 三量体の分泌を欠損し，典型的な糸球体基底膜の異常を認めた．以上，ΔExon41マウスは，α345(IV) 三量体の異常と腎障害を評価可能な新規Alport症候群モデルマウスとなることが示された．

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

当初予定通り，G1244Dマウス・ΔExon41マウスの作成に成功した．現在，詳細な病態解析を行なっているところではあるが，今後，Alport症候群のPrecision Medicineの実現のための先駆けのモデル動物として活用できる．

今後の研究の推進方策

これまでの研究から，申請者らが開発したin vitro評価系が，Alport症候群の疾患病態を予測できるツールとなること，さらには，新規変異マウスをAlport症候群のPrecision Medicineの実現のためのツールとして活用できる可能性が示唆された．今後は，in vitro評価系の実施により，活性と安全性が担保された HIT 化合物を見出し，薬効を本モデルマウスの腎機能パラメーターおよび組織学的検討により評価する．また，動物モデルと併せて，既に樹立済みの AS 患者 iPS 細胞を腎オルガノイドへ分化させ，基底膜の形態および α345 (IV)発現を中心に薬効を検討する予定である．

研究成果

• [雑誌論文] Metformin ameliorates the severity of experimental Alport syndrome (2021)
  • 著者名/発表者名: Omachi Kohei、Kaseda Shota、Yokota Tsubasa、Kamura Misato、Teramoto Keisuke、Kuwazuru Jun、Kojima Haruka、Nohara Hirofumi、Koyama Kosuke、Ohtsuki Sumio、Misumi Shogo、Takeo Toru、Nakagata Naomi、Li Jian-Dong、Shuto Tsuyoshi、Suico Mary Ann、Miner Jeffrey H.、Kai Hirofumi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-021-86109-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The role of discoidin domain receptor 2 in the renal dysfunction of alport syndrome mouse model (2021)
  • 著者名/発表者名: Sannomiya Yuya、Kaseda Shota、Kamura Misato、Yamamoto Hiroshi、Yamada Hiroyuki、Inamoto Masataka、Kuwazuru Jun、Niino Saki、Shuto Tsuyoshi、Suico Mary Ann、Kai Hirofumi
  • 雑誌名: Renal Failure 巻: 43 ページ: 510～519
  • DOI: 10.1080/0886022X.2021.1896548
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Type IV Collagen Variants in CKD: Performance of Computational Predictions for Identifying Pathogenic Variants (2021)
  • 著者名/発表者名: Shulman Cole、Liang Emerald、Kamura Misato、Udwan Khalil、Yao Tony、Cattran Daniel、Reich Heather、Hladunewich Michelle、Pei York、Savige Judy、Paterson Andrew D.、Suico Mary Ann、Kai Hirofumi、Barua Moumita
  • 雑誌名: Kidney Medicine 巻: 3 ページ: 257～266
  • DOI: 10.1016/j.xkme.2020.12.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic background, recent advances in molecular biology, and development of novel therapy in Alport syndrome (2020)
  • 著者名/発表者名: Nozu Kandai、Takaoka Yutaka、Kai Hirofumi、Takasato Minoru、Yabuuchi Kensuke、Yamamura Tomohiko、Horinouchi Tomoko、Sakakibara Nana、Ninchoji Takeshi、Nagano China、Iijima Kazumoto
  • 雑誌名: Kidney Research and Clinical Practice 巻: 39 ページ: 402～413
  • DOI: 10.23876/j.krcp.20.111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mild electrical stimulation with heat shock attenuates renal pathology in adriamycin-induced nephrotic syndrome mouse model (2020)
  • 著者名/発表者名: Teramoto Keisuke、Tsurekawa Yu、Suico Mary Ann、Kaseda Shota、Omachi Kohei、Yokota Tsubasa、Kamura Misato、Piruzyan Mariam、Kondo Tatsuya、Shuto Tsuyoshi、Araki Eiichi、Kai Hirofumi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-020-75761-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of an exon skipping therapy for X-linked Alport syndrome with truncating variants in COL4A5 (2020)
  • 著者名/発表者名: YamamuraT, HorinouchiT, AdachiT, TerakawaM, TakaokaY, OmachiK, TakasatoM, TakaishiK, ShojiT, OnishiY, KanazawaY, KoizumiM, TomonoY, SuganoA, ShonoA, MinamikawaS, NaganoC, SakakibaraN, IshikoS, AotoY, KamuraM, HaritaY, MiuraK, KandaS, MorisadaN, RossantiR, JuanMY, NozuY, MatsuoM, KaiH, IijimaK, NozuK.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41467-020-16605-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 可逆的Keap1阻害剤は遺伝性糸球体腎炎Alport症候群モデルマウスの腎病態を改善する (2021)
  • 著者名/発表者名: 加世田 将大、三宮 裕也、桑水流 淳、小木 彩矢佳、佐々木 亮子、砂本 秀利、吹屋 洋彦、西山 勇人、嘉村 美里、新納 咲紀、堀園 潤、小山 結実、Suico Mary Ann、大沼 和弘、奈良 太、首藤 剛、甲斐 広文
  • 学会等名: 日本薬学会 第141回年会 オンライン学会
• [学会発表] 遺伝性腎疾患Alport症候群の原因タンパク質を標的とした新規治療薬候補の同定及び薬効解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 桑水流 淳、加世田 将大、三宮 裕也、新納 咲紀、堀園 潤、小山 結実、Marry Ann Suico、首藤 剛、甲斐 広文
  • 学会等名: 日本薬学会 第141回年会 オンライン学会
• [学会発表] 遺伝性腎疾患Alport症候群に対する新規作用機序を有する薬物の同定及び薬効解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 桑水流 淳、加世田 将大、三宮 裕也、新納 咲紀、堀園 潤、小山 結実、Marry Ann Suico、首藤 剛、甲斐 広文
  • 学会等名: 第73回 日本薬理学会西南部会 オンライン学会
• [学会発表] アンメットメディカルニーズの高い難治性疾患への挑戦 - ミッションに基づくアカデミア天然物創薬 (2020)
  • 著者名/発表者名: 首藤 剛、Marry Ann Suico、Devkota Anjana、小澤 享子、三隅 将吾、岸本 直樹、河原 哲平、人羅 勇気、塚本 佐知子、甲斐 広文、菊池 正彦
  • 学会等名: 第73回 日本薬理学会西南部会 オンライン学会
• [学会発表] 変異Ⅳ型コラーゲンの輸送・分泌を促進する遺伝性腎疾患Alport症候群の新規治療薬 (2020)
  • 著者名/発表者名: 桑水流 淳、加世田 将大、三宮 裕也、新納 咲紀、堀園 潤、小山 結実、Mary Ann Suico、首藤 剛、甲斐 広文
  • 学会等名: 第15回 トランスポーター研究会年会 オンライン学会
• [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 (2020)
  • 発明者名: 甲斐,首藤,メリーアン,塚本,三隅,河原,人羅,加藤,小谷,荒木
  • 権利者名: 甲斐,首藤,メリーアン,塚本,三隅,河原,人羅,加藤,小谷,荒木
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2020/034538