| 研究課題/領域番号 |
20K20646
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国立循環器病研究センター |
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研究代表者 |
山岡 哲二 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (50243126)
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| 研究分担者 |
神戸 裕介 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 上級研究員 (30747671) [辞退]
佐藤 充 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (90391565)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| キーワード | β２ミクログロブリン / DNCS / 一本鎖抗体 / ナビゲーター / 体外排泄 |
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| 研究実績の概要 |
透析アミロイドーシスは、長期透析患者に発症する合併症でβ2ミクログロブリン（β2MG）を前駆タンパクとするアミロイド線維が沈着する疾患である。本研究では新たな概念、Drug-Navigated Clearance System（DNCS）による治療法を提案している。DNCSとは体内の病因物質を別の正常な代謝経路へと誘導することで、体内から除去する治療戦略である。標的捕捉分子と目的部位への誘導分子の複合分子からなるDNCS薬剤により、血中β2MGを捕捉し、腎臓とは異なる代謝経路である肝臓へと誘導するために、in vitroでの標的捕捉から、細胞取り込み、臓器への誘導を検証し非臨床POCを構築する。
ナビゲーターの機能向上を目指して、β2MGの捕捉分子として抗β2MGの一本鎖抗体(scF)を、肝臓への誘導分子としてアポリポタンパクEのN末端領域（ApoE NTD）を選定し、両者の融合タンパク（ApoE NTD-scFv）を合成した。そして、ApoE NTD-scFvと脂質（DMPC）とを混合し改良版ナビゲーターを作製した。Alexa750標識β2MGとナビゲーターとの混合液をマウス（C57Bl/6N、12-15週齢、雄）に尾静脈投与し、β2MGの体内動態を評価した。異なるナビゲーターに依る肝臓、腎臓へのβ2MG蓄積量の変化を図?に示す。R2年度に作製したナビゲータ（ApoE NTD-MHC α3）と比較して、改良版ナビゲーターを投与した条件ではβ2MGの腎臓蓄積は減少し、肝臓蓄積が増加した。これより、改良版ナビゲーターによって、β2MGの腎臓から肝臓へのより効率的な代謝経路切り替えを達成した。本成果をBiomaterials Science誌（IF6.8）にて発表した。また現在、透析アミロイドーシスのように腎代謝が抑制された病態を想定して、両腎欠損モデルマウスを用いて改良版ナビゲータの有効性評価を行っている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
β2MGの捕捉分子として一本鎖抗体を用いた改良版ナビゲーターの評価を行った。ナビゲーターの改良により、β2MG代謝経路の切り替え能を亢進することに成功した。また、本成果をBiomaterials Science誌（IF6.84）にて発表した。ナビゲータの機能を評価する上でより適した評価系として、両腎欠損モデルマウスを用いた実験系を確立した。現在、同モデルを用いたβ2MGの臓器蓄積を評価している。いずれもR３年度で達成を想定していた内容であり、計画どおりの進展と判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
R２年度に達成した、β２MGの腎臓と肝臓との蓄積割合のスイッチングは有意な成果であったが、その数値的な効率は十分とは言えなかった。この原因として、我々は実験モデルに正常マウスを使ったことを指摘した。正常状態ではβ２MGは腎臓へ速やかにまた効率的に分布処理されることから、本モデルでは、（１）β２MGの正常な代謝に基づく腎臓での処理と（２）ナビゲーターによる肝臓への誘導が速度論的に競争することとなり、前者が極めて効率的であることが大きく影響していると考えた。
これを受けR３年度は両側腎臓を切除することでβ２MGの正常な代謝能力を欠損したモデルマウスで検証を行った。健常マウスを用いた場合と比較して、ナビゲーターに依るβ２MGの肝臓蓄積の亢進効果はより顕著となったものの、依然として数値的に十分な効率の実証には至っていない。特に、両腎欠損マウスでは消化器系への著明なβ２MG蓄積が観察されたことから、腎臓切除後も肝臓以外にβ２MG蓄積が競合する臓器があることが課題であり、病理条件下でのナビゲーター効果を検証するのに両腎欠損は最適なモデルでないことがわかった。そこで、先行研究で血中β2MG濃度が増加することが既知となっている病態モデルマウスで追加検証を行う。具体的な候補としては、(1)原発性ネフローゼマウス（ICGNマウス；医薬基盤研より提供予定）、（2）5/6 Nephrectomyにより作製した慢性腎不全モデルマウスを用いることで、ナビゲータ投与に依る血中β2MG濃度の減少効果を検証する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究は、国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構生物機能利用研究部門佐藤 充上級研究員との共同で研究を遂行している。昨年に引き続き、Covid禍により共同研究の遂行が著しく遅れた。また、研究分担者であった神戸裕介研究員が令和３年３月３０末にて転出し、今年度は研究ノウハウを新たな研究員が習得するために時間がかかり研究費の執行が遅れた。このような状況のもとで期待していた取得データには届いていない。令和4年度にこれらの遅れを取り戻すべく予算を繰り越して研究に当てることが予算の有効利用につながると判断したため。
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