ボツリヌス症を治療するヒト型抗体製剤の開発に向けた基盤研究

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K07021
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 松村 拓大 金沢大学, 医学系, 准教授 (00456930)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: ボツリヌス神経毒素 / ボツリヌス症 / ヒト型モノクローナル抗体 / 治療効果

研究実績の概要

これまでにB型ボツリヌス毒素(BoNT/B)を中和するヒト型抗体M2およびM4を機能を解析する中で、M2は活性ドメイン (LC)、M4はレセプター結合ドメイン(HC)に結合することを明らかにしていた。今回、詳細に結合様式を解析した結果、M2は線状エピトープ (linear epitope)、M4は構造的エピトープ (conformational epitope)を認識していることを明らかにした。また、中和作用機序解析においてM4はBoNT/Bの細胞への結合を阻害することを確認していたが、M2は酵素活性を阻害せず機序は不明であった。そこでM2が結合することによるBoNT/Bの細胞内局在の変化を詳細に解析した。その結果、M2はBoNT/B LCのトランスロケーションを阻害し、BoNT/Bの局在を細胞質から細胞膜上へ移行させることにより中和活性を発揮することを明らかにした。A型ボツリヌス毒素(BoNT/A)に対するヒト型抗体3種(NT-320、BT-015、BT-175)はBoNT/Aの中和効果があることが明らかになっている。さらに異なるエピトープを認識するため組合せでの中和効果の上昇が期待できる。種々の抗体の組合せで中和活性を解析した結果、3種全てを組み合わせることによりBoNT/A1に対して高い中和効果を発揮することが明らかとなった。一方で、同様の組み合わせでサブタイプA2 (BoNT/A2)に対する中和効果を解析した結果、A1と比較して中和効果が低いことが示唆された。各抗体とBoNT/A2との結合を解析した結果、NT-320はBoNT/A2と結合せず、これが中和活性に影響していることが考えられた。現在中和作用機序を解明する目的で、BoNT/A1各ドメインの組換えタンパク質を用いて各抗体の結合部位を解析している。

研究成果

• [雑誌論文] Botulinum neurotoxin X lacks potency in mice and in human neurons (2024)
  • 著者名/発表者名: Gregg BM, Matsumura T, Wentz TG, Tepp WH, Bradshaw M, Stenmark P, Johnson EA, Fujinaga Y, Pellett S.
  • 雑誌名: mBio 巻: 15 ページ: e0310623
  • DOI: 10.1128/mbio.03106-23.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular engineering of a minimal E-cadherin inhibitor protein derived from Clostridium botulinum hemagglutinin (2023)
  • 著者名/発表者名: Amatsu S, Matsumura T, Zuka M, Fujinaga Y.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 299 ページ: 102944
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2023.102944.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adult-onset botulism in a Japanese woman with prolonged spore excretion (2023)
  • 著者名/発表者名: Kihara K, Kajiyama Y, Kimura Y, Okazaki S, Esa N, Nobe R, Shimizu K, Ohno K, Motooka D, Matsumura T, Shimazu T, Nakamura S, Fujinaga Y, Mochizuki H.
  • 雑誌名: J Infect Chemother 巻: 29 ページ: 1172-1176
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2023.08.009.
  • 査読あり
• [学会発表] 抗A型ボツリヌス神経毒素ヒト型モノクローナル抗体の解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 山口アキ、松村拓大、小林伸英、阿松 翔、藤永由佳子
  • 学会等名: 第69回トキシンシンポジウム