2023 Fiscal Year Research-status Report

多機能化一本鎖抗体によるアミロイドβ凝集体細胞内スワイプ療法の開発

Research Project

Project/Area Number	22K18380
Research Institution	Foundation for Biomedical Research and Innovation at Kobe
Principal Investigator	星美奈子公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(副センター長・部長クラス) (30374010)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	村松慎一自治医科大学, 医学部, 教授 (10239543) 笹原智也公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(上席・主任研究員クラス) (30735345) 石井佳誉東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (40799045) 豊島近東京大学, 定量生命科学研究所, 特任教授 (70172210) 喜井勲信州大学, 学術研究院農学系, 教授 (80401561)
Project Period (FY)	2022-06-30 – 2025-03-31
Keywords	神経変性疾患 / 神経細胞死 / 異常凝集体 / アルツハイマー病 / 治療法
Outline of Annual Research Achievements	アルツハイマー病は、アミロイドβ（Aβ）由来毒性凝集体が発症トリガーとなる。生理的に産生される未凝集Aβには神経保護作用があることが最近解ったが、毒性凝集体の形成過程は不明で、βを除去せず凝集体を選択的かつ早期に除去する方法はなかった。星らは、Aβは全神経で産生されるが、AD発症に直結すると考えられる毒性Aβ凝集体「アミロスフェロイド（ASPD）」は興奮性神経細胞でのみ形成されること、Aβがある細胞内小器官に運搬される細胞ではASPDが形成されないことを見出し（星：未発表）、毒性凝集体の選択的除去が重要かつ可能であるとの認識を得た。そこで、抗ASPDヒト化抗体を低分子化蛍光標識しASPDナノセンサーとすることで細胞内ASPD形成過程を解明する。次に、低分子化抗体にライソゾーム局在シグナルを付加し、ASPDを神経内で捕捉し細胞内自己消化、スワイプするという本共同研究を立案した。初年度に、ヒト化抗ASPD抗体を一本鎖抗体にすることで低分子化した。これにHALOタグと細胞内小器官移行能を付与した多機能化低分子化抗体を構築した。今年度、多機能化低分子化抗体が、ASPDを実際に補足し、細胞内消化出来るかどうかを定量的に評価する系を、神経芽腫細胞を用いて構築した。その細胞系を用いて評価した結果、ASPDを捕獲し、除去する能力を持つ、３種類の候補を見出すことが出来た。これらについてさらに長期培養をした成熟神経細胞を用いて評価を行った結果、神経細胞内で形成されたASPDを除去することがわかった。さらに、予想外の結果として、抗ASPD抗体由来の一本鎖抗体は、ASPDを破壊する性能があることがわかった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 概要に記載したとおり、本研究の目的とする多機能化低分子化抗体を得ることが出来た。予想外の結果として、抗体がASPDを破壊出来ること、細胞内小器官への移行を決める配列が従来の報告とは異なることがわかったが、それを踏まえても、予定通り順調に進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	最終年度にあたる今年度は、以下を実施する。１：多機能化低分子化抗体のHALO標識を活用して、ASPDが形成される部位を特定すること。２：細胞内小器官移行配列を至適化すること。３：病態モデルマウスの脳に投与して効果を見ること。また、上記抗体の構造生物学的解析も進める予定である。
Causes of Carryover	分担研究期間で未使用金が出た。１：遺伝子実験担当の研究者がコロナ罹患等で長期離脱し、予定した物品費に残額を生じた。今年度は人員を補充したので、繰り越し分も含めて使用予定である。２：全額執行の予定で進めていたが、購入予定の試薬の納期が年度内に間に合わず、少額（5,000円）の繰越金が生じた。次年度使用額と併せて今年度の予算は早めに予定通りに執行する予定である。