福山型筋ジストロフィーおよびジストログリカノパチーの分子病態解明と治療薬開発

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26253057
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 戸田 達史 神戸大学, 医学研究科, 教授 (30262025)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 福山型筋ジストロフィー / レトロトランスポゾン / ジストログリカノパチー / アンチセンス治療 / フクチン / LARGE

研究実績の概要

福山型筋ジストロフィーは日本人特有の重篤な疾患であり、これまで治療薬は存在しない。本研究では福山型筋ジストロフィー新規治療剤としてアンチセンス核酸の開発を行った。FCMDモデル細胞とモデル動物を用いて既報告のA3,E3,D5周辺の網羅的スクリーニングによって高活性配列の探索を実施した。さらにヒトへの投与試験が開始されており安全性の問題が無いと考えられるモルフォリノ核酸（PMO）を用いてさらに配列の最適化を実施し、ミックスカクテルでなく1本のアンチセンス核酸によって高活性を示す候補配列を見出した。
LARGEは先天性筋ジストロフィー1DおよびLargemydマウスの原因遺伝子であるが、FCMD、筋眼脳病、Walker-Warburg症候群の患者細胞にLARGEを過剰発現させることで糖鎖修飾が改善され、原因遺伝子によらずLARGEがジストログリカノパチーに共通した治療に活用できる可能性が示されている。LargemydマウスとFCMDモデルのMyf5-fukutin cKOマウス(2)に対して、MCKプロモーター下流にLargeを組み込んだアデノ随伴ウイルスベクター（AAV）を投与し、筋線維特異的にLARGEを過剰発現させた。LargemydマウスではAAV投与後に体重、握力、血清CK値の改善がみられ、糖鎖修飾、骨格筋病理的にも筋ジストロフィー病態の改善が得られた。しかし、Myf5-fukutin cKOマウスでは糖鎖修飾および筋ジストロフィー病態の改善は得られなかった。そこでfukutin欠損胚性幹細胞に対してLARGEを過剰発現させたが、糖鎖修飾の改善は認めなかった。fukutinが完全に欠損している状態ではLARGE依存性の糖鎖修飾が起こらないと考えられた。fukutinの活性は未知であるが、LARGEのもつ糖鎖増強活性が得られるにはfukutinの存在が必要と考えられる。

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

平成26年度までの計画として病態解明が進んでおり、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

ポストリン酸糖鎖の構造同定を行い、フクチンなどαジストログリカノパチー関連分子の酵素活性同定と病態解明を行う。また至適薬剤の選択がなされたアンチセンス・モルフォリノ治療を、臨床応用に向けて開発を進めるとともに、実験的に中枢神経系への有効性を証明する。

研究成果

• [雑誌論文] ABCG2 variant has opposing effects on onset ages of Parkinson's disease and gout. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsuo H, Tomiyama H, Satake W, Chiba T, Onoue H, Kawamura Y, Nakayama A, ShimizuS, Sakiyama M, Funayama M, Nishioka K, Shimizu T, Kaida K, Kamakura K, Toda T, Hattori N, ShinomiyaN.
  • 雑誌名: Ann Clin Transl Neurol 巻: 2 ページ: 302-306
  • DOI: 10.1002/acn3.167.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fukutin is prerequisite to ameliorate muscular dystrophic phenotype by myofiber-selective LARGE expression. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuka Y, Kanagawa M, Yu CC, Ito C, Chiyo T, Kobayashi K, Okada T, Takeda S’I, Toda T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 5 ページ: 8316
  • DOI: 10.1038/srep08316.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CHCHD2 mutations in autosomal dominant late-onset Parkinson’s disease: a genome-wide linkage and sequencing study. (2015)
  • 著者名/発表者名: Funayama M, Ohe K, Amo T, Furuya N, Yamaguchi J, Saiki S, Yuanzhe L, Ogaki K, Ando M, Yoshinon H, Tomiyama H, Nishioka K, Hasegawa K, Saiki H, Satake W, Mogushi K, Sasaki R, Kokubo Y, Kuzuhara S, Toda T, Mizuno Y, Uchiyama Y, Ohno K, Hattori N.
  • 雑誌名: Lancet Neurol 巻: 14 ページ: 274-282
  • DOI: 10.1016/S1474-4422(14)70266-2.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TRPV2 is critical for the maintenance of cardiac structure and function in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Katanosaka Y, Iwasaki K, Ujihara Y, Takatsu S, Nishitsuji K, Kanagawa M, Sudo A, Toda T, Katanosaka K, Mohri S, Naruse K.
  • 雑誌名: Nat Comm 巻: 5 ページ: 3932
  • DOI: 10.1038/ncomms4932.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Peripheral leukocyte anomaly detected with routine automated hematology analyzer sensitive to adipose triglyceride lipase deficiency manifesting neutral lipid storage disease with myopathy/triglyceride deposit cardiomyovasculopathy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki A, Nagasaka H, Ochi Y, Kobayashi K, Nakamura H, Nakatani D, S Yamaguchi, Yamaki S, Wada A, Shirata Y, Hui SP, Toda T, Kuroda H, Chiba H, Hirano K.
  • 雑誌名: Mol Genet Metab Rep 巻: 1 ページ: 249-253
  • DOI: 10.1016/j.ymgmr.2014.05.001.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Disease-associated marked hyperalphalipoproteinemia. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirano K, Nagasaka H, Kobayashi K, Yamaguchi S, Suzuki A, Toda T, Doyu M.
  • 雑誌名: Mol Genet Metab Rep 巻: 1 ページ: 264-268
  • DOI: 10.1016/j.ymgmr.2014.06.001.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The role of Pak-interacting exchange factor-β phosphorylation at serines 340 and 583 by PKCγ in dopamine release. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shirafuji T, Ueyama T, Yoshino K, Takahashi H, Adachi N, Ago Y, Koda K, Nashida T, Hiramatsu N, Matsuda T, Toda T, Sakai N, Saito N.
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 34 ページ: 9268-9280
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4278-13.2014.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association of the ASCO classification with the executive function subscores of the Montreal Cognitive Assessment in patients with post-ischemic stroke. (2014)
  • 著者名/発表者名: Washida K, IharaM, Tachibana H, Sekiguchi K, Kowa H, Kanda F, Toda T.
  • 雑誌名: J Stroke Cerebrovasc Dis 巻: 23 ページ: 2250-2255
  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2014.04.009.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Overexpression of LARGE suppresses muscle regeneration via down-regulation of insulin-like growth factor 1 and aggravates muscular dystrophy in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saito F, Kanagawa M, Ikeda M, Hagiwara H, Masaki T, Ohkuma H, Katanosaka Y, Shimizu T, Sonoo M, Toda T, Matsumura K.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet 巻: 23 ページ: 4543-4558
  • DOI: 10.1093/hmg/ddu168.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contribution of dysferlin deficiency to skeletal muscle pathology in asymptomatic and severe dystroglycanopathy models: generation of a new model for fukuyama congenital muscular dystrophy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanagawa M, Lu Z, Ito C, Matsuda C, Miyake K, Toda T.
  • 雑誌名: Plos ONE 巻: 9 ページ: e106721
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0106721. eCollection 2014.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Japanese founder duplications/triplications involving BHLHA9 are associated with split-hand/foot malformation with or without long bone deficiency and Gollop-Wolfgang complex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagata E, Kano H, Kato F, Yamaguchi R, Nakashima S, Takayama S, Kosaki R, Tonoki H, Mizuno S, Watanabe S, Yoshiura KI, Kosho T, Hasegawa T, Kimizuka M, Suzuki A, Shimizu K, Ohashi H, Haga N, Numabe H, Horii E, Nagai T, Yoshihashi H, Nishimura G, Toda T, et al.
  • 雑誌名: Orphanet J Rare Dis 巻: 9 ページ: 125
  • DOI: 10.1186/s13023-014-0125-5.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 医学と医療の最前線 筋ジストロフィー治療の新しい展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 戸田達史
  • 雑誌名: 日本内科学会雑誌 巻: 103 ページ: 2820- 2828
• [雑誌論文] 福山型筋ジストロフィー 仕組みの解明 治療法開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 戸田達史
  • 雑誌名: 関西実験動物研究会 巻: 会報36号 ページ: 83
• [学会発表] 神経・筋疾患の分子メカニズム、遺伝子治療、分子標的治療 / Molecular pathogenesis, genetic counseling, and molecular targeting therapy for neurological and muscular diseases. (2014)
  • 著者名/発表者名: 戸田達史
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第59回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-22
  • 招待講演
• [学会発表] 福山型筋ジストロフィー症の遺伝子治療研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 戸田達史
  • 学会等名: 第３２回全国筋ジストロフィー大阪大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] A de novo mutation of the MYH7 gene in a large Chinese family with autosomal dominant myopathy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsushi Toda, Hui Xiong, Tetsuya Oda, Kazuhiro Kobayashi, Shuo Wang, Wataru Satake, Hui Jiao, Yanling Yang, Yutaka Suzuki, Sumio Sugano, Xiru Wu.
  • 学会等名: 19th international congress of the world muscle society
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-11
• [学会発表] Impaired viability of muscle precursor cells in muscular dystrophy with glycosylation defects and amelioration of its severe phenotype by limited gene expression. (2014)
  • 著者名/発表者名: Motoi Kanagawa, Chih-Chieh Yu, Chiyomi Ito, So-ichiro Fukada, Tomoko Chiyo, Kazuhiro Kobayashi, Takashi Okada, Shin’ichi Takeda, Tatsushi Toda.
  • 学会等名: The 13th International Congress on Neuromuscular Diseases (ICNMD)
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2014-07-05 – 2014-07-10
• [学会発表] 神経難病の治療と研究の現状と展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 戸田 達史
  • 学会等名: 第38回日本遺伝カウンセリング学会学術集会
  • 発表場所: 近畿大学ノーベンバーホール
  • 年月日: 2014-06-26 – 2014-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] 福山型筋ジストロフィーの病態基盤と新たな治療法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 戸田 達史
  • 学会等名: 第56回日本小児神経学会学術大会
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-31
  • 招待講演
• [備考] 神戸大学大学院 医学研究科 生理学・細胞生物学講座 分子脳科学分野
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/clgene/