ポリグルタミン病に対する分子治療法の確立と治療薬のハイスループットスクリーニング

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15016070
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 永井 義隆 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (60335354)
• Keywords: 遺伝子 / 神経科学 / 蛋白質 / 脳神経疾患 / 分子治療 / 神経変性疾患 / ポリグルタミン病 / アミロイド

Research Abstract

ポリグルタミン(PolyQ)病は種々の脊髄小脳変性症、ハンチントン病などを含む一群の難治性神経変性疾患の総称で、異常伸長PolyQ鎖が病的コンフォメーションを獲得し、難溶性凝集体の形成あるいは病的な蛋白質間相互作用などにより神経変性を引き起こすと考えられている。我々はこれまでに異常伸長PolyQ鎖選択的に結合するペプチドQBP1がin vitro、培養細胞およびショウジョウバエモデルにおいて異常伸長PolyQ蛋白質の凝集体形成・神経変性を抑制することを明らかにしてきた。
本研究では(1)QBP1による異常伸長PolyQ蛋白質凝集阻害の分子機構を解明することを目的とし、円偏光二色性分散計、フーリエ変換赤外分光光度計および電子・原子間力顕微鏡によるPolyQ蛋白質の構造解析を行った。その結果、異常伸長PolyQ蛋白質はβ-Sheetへのコンフォメーション変移を経てアミロイド様の細線維状構造を形成することを明らかにし、QBP1はコンフォメーション変移を阻害することで凝集形成を阻害することを明らかにした。また(2)QBP1に膜透過性ペプチド(PTD)を付加して高効率での細胞内導入を可能にし、PTD-QBP1長期投与によるPolyQ病モデルマウスの分子治療を行った。その結果、PTD-QBP1投与部付近においてPolyQ凝集体形成の著明な抑制を認めた。さらに(3)PolyQ病の治療を目指したもう一つのアプローチとして、QBP1と同様のPolyQ凝集阻害活性を持つ低分子化合物のハイスループットスクリーニングを開始した。既に約2,500化合物のスクリーニングを終了し、数種類のPolyQ凝集阻害化合物を同定している。
以上の結界から、異常伸長PolyQ蛋白質はβ-sheetへのコンフォメーション変移を経てアミロイド様細線維状凝集体を形成し、QBP1はコンフォメーション変移を阻害することで治療効果を発揮することを明らかにし、異常伸長PolyQ蛋白質のβ-Sheetへのコンフォメーション変移がポリグルタミン病の治療標的となると考えられた。そしてPTD-QBP1のPolyQ病モデルマウスに対する治療効果が明らかになったことから、新しい分子治療薬となる可能性を示した。また、薬物治療を目指してPolyQ凝集阻害化合物の検索中である。

Research Products

• [Publications] Y.Nagai: "Prevention of polyglutamine oligomerization and neurodegenerationby by the peptide inhibitor QBP1 in Drosophila"Human Molecular Genetics. 12・11. 1253-1260 (2003)
• [Publications] T.Toda: "Fukuyama-type congenital muscular dystrophy(FCMD) and α-dystroglycanopathy"Congenital Anomalies. 43. 97-104 (2003)
• [Publications] T.Toda: "Fukuyama-type congenital muscular dystrophy and abnormal glycosylation of α-dystroglycan"Basic & Applied Myology. In press.