活性型TrkB分子の開発とその遺伝子治療応用による神経軸索の再生

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23K06818
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 行方 和彦 公益財団法人東京都医学総合研究所, 疾患制御研究分野, 副参事研究員 (70392355)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• キーワード: 神経保護 / 軸索再生 / 緑内障

研究実績の概要

緑内障は視神経軸索が障害を受け、その細胞体である網膜神経節細胞（RGC）が死に至ることで、視野障害が起きる神経変性疾患である。近年ではRGC死よりも前に、軸索終末や樹状突起の退縮が起こり、神経回路が切断されることが発症原因とも考えられている。従って、軸索と樹状突起を再生させ、神経回路を再構築すれば、一度低下した視機能が回復する可能性が推察される。本研究では視神経挫滅モデルを用いてTrkBシグナル増強による軸索および樹状突起の保護・再生のメカニズムを追求した。
TrkBシグナルの下流ではDOCK３分子が活性化することで、細胞骨格であるアクチンの重合が促進されて軸索再生を促進することが明らかとなっている。そこで、本研究では、DOCK3を活性化する小分子化合物を探索して、治療薬としての有効性を検討した。DOCK3はElmoと結合することにより、活性化レベルが増大することから、DOCk3-Elmoの結合を促進する化合物の検索を行った。４6万化合物からスクリーニングを開始して、in vitroにおける培養細胞の神経突起伸長促進などを指標にして１分子まで絞り込んだ。さらに、この分子構造を基本骨格として、20種以上の新たな分子を合成し、さらなる神経突起伸長促進効果の増幅を目指した。新たに展開した合成分子をin vitroでスクリーニングして４化合物まで絞り込み、これらの分子がマウス視神経挫滅モデルにおいて神経保護および軸索再生を促進することを確認した。

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

TrkB下流で機能するDOCK3活性剤の開発も順調に進み、TrkBシグナルによる軸索再生の分子機序が明らかになりつつあるため。

今後の研究の推進方策

インスリン受容体などのTrkB分子以外の栄養因子受容体を活性化することで、網膜神経節細胞の保護、再生を誘導し、緑内障治療開発への新たな展開を探る。

次年度使用額が生じた理由

試薬や消耗品の節約に努めたため。差額は次年度に使用予定のAAV作製費用等に活用予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Glial cells as a promising therapeutic target of glaucoma: beyond the IOP (2024)
  • 著者名/発表者名: Shinozaki Youichi、Namekata Kazuhiko、Guo Xiaoli、Harada Takayuki
  • 雑誌名: Frontiers in Ophthalmology 巻: 3 ページ: 1310226
  • DOI: 10.3389/fopht.2023.1310226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuroprotection and axon regeneration by novel low-molecular-weight compounds through the modification of DOCK3 conformation. (2023)
  • 著者名/発表者名: 2.Namekata K, Tsuji N, Guo X, Nishijima E, Honda S, Kitamura Y, Yamasaki A, Kishida M, Takeyama J, Ishikawa H, Shinozaki Y, Kimura A, Harada C, Harada T.
  • 雑誌名: Cell Death Discovery 巻: 9 ページ: 166
  • DOI: 10.1038/s41420-023-01460-8.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cite Share Changes in glial cells and neurotrophic factors due to rotenone-induced oxidative stress in Nrf2 knockout mice. (2023)
  • 著者名/発表者名: Inoue-Yanagimachi M, Himori N, Uchida K, Tawarayama H, Sato K, Yamamoto M, Namekata K, Harada T, Nakazawa T.
  • 雑誌名: Exp Eye Res. 巻: 226 ページ: 137124
  • DOI: 10.1016/j.exer.2022.109314.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vision protection and robust axon regeneration in glaucoma models by membrane-associated Trk receptors. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishijima E, Honda S, Kitamura Y, Namekata K, Kimura A, Guo X, Azuchi Y, Harada C, Murakami A, Matsuda A, Nakano T, Parada LF, Harada T.
  • 雑誌名: Molecular Therapy 巻: 31 ページ: 810~824
  • DOI: 10.1016/j.ymthe.2022.11.018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 視神経機能の回復を目指した遺伝子治療研究. (2023)
  • 著者名/発表者名: 行方和彦
  • 学会等名: 第９７回日本薬理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 中枢神経組織におけるDOCKファミリー分子. (2023)
  • 著者名/発表者名: 行方和彦
  • 学会等名: 第９６回日本生化学会
  • 招待講演
• [学会発表] 加齢とともに増える緑内障とその神経保護・再生療法の研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 行方和彦
  • 学会等名: 第３８回 老化促進モデルマウス（SAM）学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Neuroprotection and axon regeneration in glaucoma models by gene therapy using modified tyrosine kinase receptors (2023)
  • 著者名/発表者名: Harada T, Namekata K, Sotozono A, Shinozaki Y, Guo X, Harada C.
  • 学会等名: 26th EVER CONGRESS
  • 国際学会
• [備考] DOCK3の構造変化を起こす低分子化合物による神経保護と軸索再生
  • URL: https://www.igakuken.or.jp/retina/topics/topics15.html
• [備考] 視覚病態プロジェクト
  • URL: https://www.igakuken.or.jp/retina/
• [備考] 緑内障モデルにおいて病態の進行を予防し、視神経を再生する、新しい遺伝子治療ベクター
  • URL: https://www.igakuken.or.jp/retina/topics/topics14.html
• [産業財産権] インスリン受容体断片をコードする核酸構築物、及びその利用 (2024)
  • 発明者名: 行方和彦、原田高幸
  • 権利者名: 公益財団法人東京都医学総合 研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2023-061682