孤発性ALSモデルを用いた網羅的創薬スクリーニングシステムによる治療法探索

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26670439
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 祖父江 元 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (20148315)
• 研究分担者: 勝野 雅央 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50402566)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 筋萎縮性側索硬化症 / 薬剤スクリーニング / 低分子化合物 / トランスレーショナルリサーチ / 線虫

研究実績の概要

我々は、本研究において、線虫を用いた薬剤スクリーニング法の開発に取り組んだ。まず、用いるALSモデル線虫に関して、従来のextra chromosomal lineではS/N比が悪く、また個体間でのばらつきが強いため、スクリーニングに不向きであった。そのため、染色体内へshRNAを組み込んだintegrated lineを作成した。
このダイナクチンノックダウン線虫において、これまで治療効果が確認しされているラパマイシンをポジティブコントロールにおいてスクリーニング方法を確立した。ラパマイシンを用いることで、モデル線虫の運動機能が濃度依存的に改善する事が再現性をもって示すことができた。次に、我々はこれまで神経変性疾患モデルに有効であることが確認されている薬剤50薬剤を用いて、スクリーニングを行った。その中で、ALSの治療薬として認可されているリルゾールは優位に治療効果が確認できた。当モデルと、スクリーニング方法の妥当性が確認される結果であった。また、リルゾール以外でも2種類、ヒット化合物を検出できた。現在は、既存薬を用いた治療薬スクリーニングを継続して行っている。本スクリーニングでは、1日に約50種類の薬剤をスクリーニング可能であり、数千単位のスクリーニングが可能である。また、治療効果の二次判定には軸索の形態による観察が簡便に行う事ができる。実際、リルゾール投与後は軸索のばらつき、軸索腫大が著明に改善しており、リルゾールの薬効が神経細胞変性を抑止することで運動機能改善に働いている事を証明している。
まとめると、2年間の研究を通じて、モデルの最適化、スクリーニングプロトコールの最適化、ポジティブコントロールの再現性、濃度依存性の確認、さらに小規模でのスクリーニングにより系の妥当性の検証を行う事が出来た。

研究成果

• [雑誌論文] A rapid functional decline type of amyotrophic lateral sclerosis is linked to low expression of TTN. (2016)
  • 著者名/発表者名: Watanabe H, Atsuta N, Hirakawa A, Nakamura R, Nakatochi M, Ishigaki S, Iida A, Ikegawa S, Kubo M, Yokoi D, Watanabe H, Ito M, Katsuno M, Izumi Y, Morita M, Kanai K, Taniguchi A, Aiba I, Abe K, Mizoguchi K, Oda M, Kano O, Okamoto K, Kuwabara S, Hasegawa K, Imai T, Kawata A, Aoki M, Tsuji S, Nakashima K, Kaji R, Sobue G
  • 雑誌名: J Neurol Neurosurg Psychiatry. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1136/jnnp-2015-311541
  • 査読あり
• [雑誌論文] Next-generation sequencing of 28 ALS-related genes in a Japanese ALS cohort. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura R, Sone J, Atsuta N, Tohnai G, Watanabe H, Yokoi D, Nakatochi M, Watanabe H, Ito M, Senda J, Katsuno M, Tanaka F, Li Y, Izumi Y, Morita M, Taniguchi A, Kano O, Oda M, Kuwabara S, Abe K, Aiba I, Okamoto K, Mizoguchi K, Hasegawa K, Aoki M, Hattori N, Tsuji S, Nakashima K, Kaji R, Sobue G
  • 雑誌名: Neurobiol Aging. 巻: 39 ページ: 219.e1-8
  • DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2015.11.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Head Lift Exercise Improves Swallowing Dysfunction in Spinal and Bulbar Muscular Atrophy (2015)
  • 著者名/発表者名: Mano T, Katsuno M, Banno H, Suzuki K, Suga N, Hashizume A, Araki A, Hijikata Y, Tanaka S, Takatsu J, Watanabe H, Yamamoto M, Sobue G
  • 雑誌名: Eur Neurol 巻: 74 ページ: 251-258
  • DOI: 10.1159/000431088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of hepatocyte growth factor in SBMA model mice has an additive effect on combination therapy with castration. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ding Y, Adachi H, Katsuno M, Huang Z, Jiang YM, Kondo N, Iida M, Tohnai G, Nakatsuji H, Funakoshi H, Nakamura T, Sobue G
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 468 ページ: 677-683
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.11.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Myotonia-like symptoms in a patient with spinal and bulbar muscular atrophy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Araki K, Nakanishi H, Nakamura T, Atsuta N, Yamada S, Hijikata Y, Hashizume A, Suzuki K, Katsuno M, Sobue G
  • 雑誌名: Neuromuscul Disord. 巻: 25 ページ: 913-915
  • DOI: 10.1016/j.nmd.2015.08.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silencing neuronal mutant androgen receptor in a mouse model of spinal and bulbar muscular atrophy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sahashi K, Katsuno M, Hung G, Adachi H, Kondo N, Nakatsuji H, Tohnai G, Iida M, Bennett CF, Sobue G
  • 雑誌名: Hum Mol Genet. 巻: 24 ページ: 5985-5994
  • DOI: 10.1093/hmg/ddv300
  • 査読あり
• [雑誌論文] FUS regulates AMPA receptor function and FTLD/ALS-associated behaviour via GluA1 mRNA stabilization. (2015)
  • 著者名/発表者名: Udagawa T, Fujioka Y, Tanaka M, Honda D, Yokoi S, Riku Y, Ibi D, Nagai T, Yamada K, Watanabe H, Katsuno M, Inada T, Ohno K, Sokabe M, Okado H, Ishigaki S, Sobue G
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 6 ページ: 7098
  • DOI: 10.1038/ncomms8098
  • 査読あり
• [雑誌論文] A functional scale for spinal and bulbar muscular atrophy: Cross-sectional and longitudinal study. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hashizume A, Katsuno M, Suzuki K, Banno H, Suga N, Mano T, Araki A, Hijikata Y, Grunseich C, Kokkinis A, Hirakawa A, Watanabe H, Yamamoto M, Fischbeck KH, Sobue G
  • 雑誌名: Neuromuscul Disord. 巻: 25 ページ: 554-562
  • DOI: 10.1016/j.nmd.2015.03.008.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Astrocyte-derived TGF-β1 accelerates disease progression in ALS mice by interfering with the neuroprotective functions of microglia and T cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Endo F, Komine O, Fujimori-Tonou N, Katsuno M, Jin S, Watanabe S, Sobue G, Dezawa M, Wyss-Coray T, Yamanaka K
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 11 ページ: 592-604
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.03.053.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Factors affecting longitudinal functional decline and survival in amyotrophic lateral sclerosis patients. (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe H, Atsuta N, Nakamura R, Hirakawa A, Watanabe H, Ito M, Senda J, Katsuno M, Izumi Y, Morita M, Tomiyama H, Taniguchi A, Aiba I, Abe K, Mizoguchi K, Oda M, Kano O, Okamoto K, Kuwabara S, Hasegawa K, Imai T, Aoki M, Tsuji S, Nakano I, Kaji R, Sobue G
  • 雑誌名: Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener. 巻: 16 ページ: 230-236
  • DOI: 10.3109/21678421.2014.990036.
  • 査読あり
• [学会発表] Perspectives on therapeutic research for ALS -General review of therapeutics, and edaravone treatment- (2016)
  • 著者名/発表者名: 祖父江 元
  • 学会等名: 大韓神経筋肉疾患学会
  • 発表場所: Seoul(Korea)
  • 年月日: 2016-03-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Perspectives on therapeutic research for ALS (2016)
  • 著者名/発表者名: 祖父江 元
  • 学会等名: 3rd World Centenarians Initiative International Symposium on Amyotrophic Lateral Sclerosis
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2016-02-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ALSの病態と治療：コホート研究から得られるもの (2015)
  • 著者名/発表者名: 祖父江 元
  • 学会等名: 第３回日本難病医療ネットワーク学会学術集会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-11-13
  • 招待講演
• [学会発表] 神経変性疾患のdisease-modifying therapy開発をめざして (2015)
  • 著者名/発表者名: 祖父江 元
  • 学会等名: 日本脳神経外科学会第74回学術総会
  • 発表場所: ロイトン札幌（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] Impact of aging on anatomical and functional human brain connectivity-toward early detection of dementia (2015)
  • 著者名/発表者名: 祖父江 元
  • 学会等名: 9th International Congress of the Asian Society Against Dementia (ASAD)
  • 発表場所: KKR熊本（熊本県熊本市）
  • 年月日: 2015-09-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The future of clinical neuroscience (2015)
  • 著者名/発表者名: 祖父江 元
  • 学会等名: Brain connects 2015
  • 発表場所: 野依記念館（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-07-31
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Novel imaging biomarker for early detection of AD (2015)
  • 著者名/発表者名: 祖父江 元
  • 学会等名: nd World Centenarian Initiative International Symposium on Alzheimer’s Disease Prevention Strategy
  • 発表場所: JA共済ビル カンファレンスホール（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-06-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 神経変性疾患のdisease-modifying therapyをめざした我国初の医師主導治験の経験から (2015)
  • 著者名/発表者名: 祖父江 元
  • 学会等名: 第56回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-05-20
  • 招待講演
• [学会発表] 神経変性疾患のdisease-modifying therapyへの展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 祖父江 元
  • 学会等名: 第104回日本病理学会総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-05-02
  • 招待講演
• [学会発表] 認知症制御へ向けた脳タンパク質老化と神経回路の可視化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 祖父江 元
  • 学会等名: 第29回日本医学会総会2015関西
  • 発表場所: 京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-04-12
  • 招待講演