ヒト型受容体介在性トランスサイトーシスを利用したライソゾーム病遺伝子治療法の開発

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K07808
• 研究機関: 東京慈恵会医科大学
• 研究代表者: 松島 小貴 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (80451871)
• 研究分担者: 嶋田 洋太 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (20560824) ; 小林 博司 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (90266619)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 遺伝子治療 / ライソゾーム病 / AAV / GM1ガングリオシドーシス

研究実績の概要

本研究では、抗ヒトトランスフェリン受容体抗体（TfRAb)と疾患欠損酵素の融合タンパク質をAAVベクターにより疾患モデルマウスへ導入し、全身、特に脳における治療効果を解析することを目的としている。
これまでにレンチウイルスベクターに抗ヒトTfRAbと酵素の融合タンパク質発現単位を搭載し、ヒトTfRノックインマウスを用いた解析を進めており、脳における治療効果を確認している。しかし、ヒトTfRAbと酵素の融合タンパク質発現単位がAAV搭載可能長より長いため、ヒトTfRAbの単鎖化を進めるとともに、単鎖抗体化に成功している抗マウスTfRAbを用いた検討を行っている。2023年度は、2022年度に引き続きその抗マウスTfRAbとGM1ガングリオシドーシスの原因酵素であるβgalを融合したタンパク質を肝臓特異的に発現するAAVベクターを尾静脈注射し、疾患モデルマウスの治療効果を検討した。昨年度決定した至適ウイルス量における治療効果を確認したところ、長期に渡り血中および末梢臓器の酵素活性は維持されており、脳における原因物質の蓄積も正常化していた。また病理学的解析でも脳の広範囲において蓄積は確認されず、それに伴い中枢神経の炎症も改善されていた。さらに行動学的解析からも治療効果を認め、未治療では300日前後であったモデルマウスの寿命はほぼ正常と同等の700日まで延長した。以上の結果からi.v.で導入したAAVから発現するTfRAb融合酵素による脳の治療効果は高いことが示された。

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

抗ヒトTfRAbの遺伝子長が長いため抗ヒトTfRAb融合酵素発現単位のAAVへの搭載が困難であり、当初の計画から変更せざるを得なかったが、疾患モデルマウスにおける治療効果が非常に高く、この結果はマウスのPOC獲得には十分なデータであると考える。①の抗ヒトTfRAb単抗体化に成功した暁には、今までの検討を踏まえてより簡便に解析ができると考えている。以上のことから、おおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

抗ヒトTfRAb融合酵素発現単位のAAVへの搭載が困難であり、当初の計画から変更せざるを得なかったが、①抗ヒトTfRAbの単鎖抗体化を進めること、②単鎖抗体化が成功している抗マウスTfRAbを用いて検討を進めること、を目的として研究を行なっている。②の結果、治療効果が極めて高いことが明らかとなった。現在までに生化学的解析、行動学的解析、および病理学的解析、延命効果の検討が終了しており、今後は論文化を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

3年間での申請を行なっていたが、共同研究先からのマウスの譲渡による使用額の減額などにより次年度使用額が生じたため、本実験をまとめ現在再実験を要求されている論文化の費用とする。

研究成果

• [学会発表] Gene therapy for GM1 gangliosidosis mediated by AAV vector carrying BBB-penetrable enzyme. (2023)
  • 著者名/発表者名: Saki Matsushima, Sayoko Iizuka, Masafumi Kinoshita, Haruna Takagi, Shunsuke Iizuka, Kota Ohtsuki, Atsushi Imakiire, Shinichiro Okamoto, Takashi Nagashima, Takashi Higuchi, Yohta Shimada, Hiroyuki Hioki, Hiroyuki Sonoda, Ayako M. Watabe, Toya Ohashi, Hiroshi Kobayashi.
  • 学会等名: American Society of Gene and Cell Therapy 26th Annual meeting.
  • 国際学会
• [学会発表] 血液脳関門通過型酵素発現AAVによるライソゾーム病中枢神経症状に対する遺伝子治療. (2023)
  • 著者名/発表者名: 松島小貴, 飯塚佐代子, 木下正文, 高木春奈, 飯塚俊輔, 大月孝太, 今給黎厚志, 樋口孝, 嶋田洋太, 薗田啓之, 大橋十也, 小林博司.
  • 学会等名: 第29回日本遺伝子細胞治療学会学術集会.
• [学会発表] 血液脳関門通過型酵素を発現するAAVによるGM1ガングリオシドーシスの遺伝子治療. (2023)
  • 著者名/発表者名: 松島小貴, 飯塚佐代子, 木下正文, 高木春奈, 飯塚俊輔, 樋口孝, 嶋田洋太, 薗田啓之, 大橋十也, 小林博司.
  • 学会等名: 第64回日本遺伝子細胞治療学会学術集会