ライソゾーム病に対するケミカルシャペロン療法の確立

文献情報

• 文献番号: 201027067A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: ライソゾーム病に対するケミカルシャペロン療法の確立
• 課題番号: H20-こころ・一般-022
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 鈴木 義之(国際医療福祉大学 大学院)

研究分担者(所属機関)

• 大野　耕策(鳥取大学 医学部)
• 松田潤一郎(医薬基盤研究所 生物資源研究部)
• 難波　栄二(鳥取大学 生命機能研究支援センター)
• 榊原　康文(慶應義塾大学 理工学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 障害者対策総合研究
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)年度
• 研究費: 6,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

遺伝性ライソゾーム病の新しい分子治療法（ケミカルシャペロン療法）確立を目的とする。バリエナミン系化合物NOEV とNOVに加え、二環系アザ糖誘導体など新しいシャペロン化合物を探索する。これらの化合物と変異酵素蛋白質との分子反応機序を解析することにより、シャペロン効果の最大達成を図る。そしてモデル動物実験における至適効果を得るとともに、毒性発現を可能な限り除外するための投与方法を検討する。基礎的データの集積後、動物非臨床試験、ヒト臨床試験を開始することを最終目標とする。

研究方法

バリエナミン化合物の新しい合成法を開発した。既存の市販認可薬をリパーパス（オフラベル）使用としてシャペロン療法に応用するため、FDAライブラリーから統計的手法を用いてβ-ガラクトシダーゼシャペロン薬となる可能性のある製剤を検索した。β-ガラクトシダーゼのミスセンス変異を安定に発現する細胞系を確立した。GM1-ガングリオシドーシスマウスへのNOEV並びにMTD118投与実験を、改良した神経学的検査により評価した。シャペロン実験中に一般病理、神経病理、蓄積脂質の免疫組織化学検査を行った。

結果と考察

クエルシトールから出発するNOV、NOEVの新合成法を確立した。工程が短縮され、取得収率、純度等が大幅に向上した。MTD118はNOEVと異なったシャペロンスペクトルをもち、相補的に働くため、GM1-ガングリオシドーシス全患者の60－70%が適応になると予測した。10種の市販薬剤と結合する蛋白質にβ-ガラクトシダーゼと似た立体構造を発見した。この中には汎用薬もあり、シャペロン療法に適応を広げることが可能かもしれない。新しい臨床評価法により、マウスへのNOEV投薬開始後、神経学的進行が短期間でほぼ完全に停止することを確認した。低濃度投与群には寿命への効果が見られた。高濃度投与例には腎尿細管の変性があり、これが寿命延長効果を抑制した可能性がある。

結論

シャペロン効果の多面的解析を行った。モデル動物個体実験で統計的に高度に有意な臨床効果を認め、より少量の投与で有効な薬剤として開発することができると予測した。市販認可薬のリパーパス使用の可能性も含め、新しいシャペロンの開発により、この治療の適応症例数が増加するであろう。本研究がシャペロン療法の概念を確立し、多くの遺伝病に適用されるようになることを期待する。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-05-27
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201027067B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: ライソゾーム病に対するケミカルシャペロン療法の確立
• 課題番号: H20-こころ・一般-022
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 鈴木 義之(国際医療福祉大学 大学院)

研究分担者(所属機関)

• 大野　耕策(鳥取大学　医学部)
• 松田潤一郎(医薬基盤研究所　生物資源研究部)
• 難波　栄二(鳥取大学　生命機能研究支援センター)
• 榊原　康文(慶應義塾大学　理工学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 障害者対策総合研究
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

遺伝性ライソゾーム病の新しい分子治療法（ケミカルシャペロン療法）確立を目的とする。バリエナミン系化合物NOEV とNOVに加え、二環系アザ糖誘導体など新しいシャペロン化合物を探索する。これらの化合物と変異酵素蛋白質との分子反応機序を解析することにより、シャペロン効果の最大達成を図る。そしてモデル動物実験における至適効果を得るとともに、毒性発現を可能な限り除外するための投与方法を検討する。基礎的データの集積後、動物非臨床試験、ヒト臨床試験を開始することを最終目標とする。

研究方法

バリエナミン化合物の新しい合成法を開発した。既存の市販認可薬をリパーパス（オフラベル）使用としてシャペロン療法に応用するため、FDAライブラリーから統計的手法を用いてβ-ガラクトシダーゼシャペロン薬となる可能性のある製剤を検索した。β-ガラクトシダーゼのミスセンス変異を安定に発現する細胞系を確立した。GM1-ガングリオシドーシスマウスへのNOEV並びにMTD118投与実験を、改良した神経学的検査により評価した。シャペロン実験中に一般病理、神経病理、蓄積脂質の免疫組織化学検査を行った。

結果と考察

クエルシトールから出発するNOV、NOEVの新合成法を確立した。工程が短縮され、取得収率、純度等が大幅に向上した。MTD118はNOEVと異なったシャペロンスペクトルをもち、相補的に働くため、GM1-ガングリオシドーシス全患者の60－70%が適応になると予測した。10種の市販薬剤と結合する蛋白質にβ-ガラクトシダーゼと似た立体構造を発見した。この中には汎用薬もあり、シャペロン療法に適応を広げることが可能かもしれない。新しい臨床評価法により、マウスへのNOEV投薬開始後、神経学的進行が短期間でほぼ完全に停止することを確認した。低濃度投与群には寿命への効果が見られた。高濃度投与例には腎尿細管の変性があり、これが寿命延長効果を抑制した可能性がある。

結論

シャペロン効果の多面的解析を行った。モデル動物個体実験で統計的に高度に有意な臨床効果を認め、より少量の投与で有効な薬剤として開発することができると予測した。市販認可薬のリパーパス使用の可能性も含め、新しいシャペロンの開発により、この治療の適応症例数が増加するであろう。本研究がシャペロン療法の概念を確立し、多くの遺伝病に適用されるようになることを期待する。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-05-27
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201027067C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 新しいコンセプトによる治療法の開発。動物レベルでの治療効果の確認。治療効果の分子機構の解明。シャペロン化合物の開発。
• 臨床的観点からの成果: 本研究の対象となった動物実験の成果は稀少疾患診療への直接効果はない。しかしシャペロンが新しい薬剤として完成すれば、神経遺伝病としてのライソゾーム病、特にGM1-ガングリオシドーシスによる重症心身障害発生予防に大きな意味を持つ。そして社会的経済的効果がきわめて大きい。
• ガイドライン等の開発: なし
• その他行政的観点からの成果: なし
• その他のインパクト: なし

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 22件
• その他論文(和文): 2件
• その他論文(英文等): 4件
• 学会発表(国内学会): 24件
• 学会発表(国際学会等): 20件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計12件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Takamura A, Higaki K, Kajimaki K, et al.; Enhanced autophagy and mitochondrial aberrations in murine GM1-gangliosidosis; Biochem Biophys Res Commun , 367 , 616-622 (2008)
• 原著論文2: Gucev ZS, Tasic V, Jancevska A, et al.; Novel β-galactosidase gene mutation p.W273R in a woman with mucopolysaccharidosis type IVB (Morquio B) and lack of response to in vitro chaperone treatment of her skin fibroblasts; Amer J Med Genet , 1736-1740 (2008)
• 原著論文3: Hayashi Y, Zama K, Abe E, et al.; A sensitive and reproducible fluorescent-based HPLC assay to measure the activity of acid as well as neutral β-glucocerebrosidases; Anal Biochem , 383 , 122-129 (2008)
• 原著論文4: Matsumoto N, Gondo K, Kukita J, et al.; A case of galactosialidosis with a homozygous Q49R point mutation; Brain Dev , 30 , 595-598 (2008)
• 原著論文5: Luan Z, Higaki K, Aguilar-Moncavo M,et al.; Chaperone activity of bicyclic nojirimycin analogues for Gaucher mutations in comparison with N-(n-nonyl)-deoxynojirimycin; ChemBioChem , 10 , 2780-2792 (2009)
• 原著論文6: Nishimura Y; Gem-diamine 1-N-iminosugars as versatile glycomimetics: synthesis, biological activity and therapeutic potential; J Antibiot , 62 , 407-423 (2009)
• 原著論文7: Aoyama H, Ogawa S, Sato T; 5a-Carba- glycopyranoside primers: potential building blocks for biocombinatorial synthesis of glycosphingolipid analogues; Carbohydrate Res , 344 , 2088-2092 (2009)
• 原著論文8: Hamada M, Inami Y, Nagai Y, et al.; Enzyme- catalyzed resolution of 3,8-deoxatricyclo [3.2.1.02,4 ]octane-6-carboxylic esters and the application to the synthesis of 3-epishikimic acid; Tetrahedron: Asymmetry , 20 , 2105-2111 (2009)
• 原著論文9: Ogawa S, Kanto M; Design and synthesis of 5a-carbaglycopyranosylamime glycosidase inhibitors; Med Chem , 9 , 58-75 (2009)
• 原著論文10: Sasaki K, Nagamine N, Sakakibara Y, et al.; Support vector machine prediction of N- and O-glycosylation sites using whole sequence information and subcellular localization; IPSJ Transactions on Bioinformatics , 2 , 25-35 (2009)
• 原著論文11: Sawada T, Tanaka A, Higaki K, et al.; Intracerebral cell transplantation therapy for murine GM1 gangliosidosis; Brain Dev , 31 , 717-724 (2009)
• 原著論文12: Otomo T, Higaki K, Nanba E, et al.; Inhibition of autophagosome formation restores mitochondrial function in mucolipidosis II and III skin fibroblasts; Mol Genet Metab , 98 , 393-399 (2009)
• 原著論文13: Okado H, Ohtaka-Maruyama C, Sugitani Y, et al. ; The transcriptional repressor RP58 is crucial for cell-division patterning and neuronal survival in the developing cortex; Dev. Biol , 331 , 140-151 (2009)
• 原著論文14: Luan Z, Li L, Ninomiya H, et al.; The pharmacological chaperone effect of N-octyl-β-valienamine on human mutant acid β-glucosidases; Blood Cell Mol Dis , 44 , 48-54 (2010)
• 原著論文15: Luan Z, Ninomiya H, Ohno K, et al.; The effect of N-octyl-β-valienamine on β-glucosidase activity in tissues of normal mice; Brain Dev , 32 , 805-809 (2010)
• 原著論文16: Luan Z, Higaki K, Aguilar-Moncayo M, et al.; A fluorescent sp2-iminosugar with pharmacological chaperone activity for Gaucher disease: synthesis and intracellular distribution studies; Chembiochem , 11 , 2453-2464 (2010)
• 原著論文17: Jo H, Yugi K, Ogawa S, et al.; Molecular basis of chemical chaperone effects of N-octyl-β-valienamine on human β-glucosidase in low/neutral pH conditions; J Proteomics Bioinform , 3 , 104-112 (2010)
• 原著論文18: Li L, Higaki K, Ninomiya H, et al.; Chemical chaperone therapy: Luciferase assay for screening of β-galactosidase mutations; Mol Genet Metab , 101 , 364-369 (2010)
• 原著論文19: Shiozuka C, Taguchi A, Matsuda J, et al.; Increased globotriaosylceramide levels in a transgenic mouse expressing human α-1,4-galactosyl- transferase and a mouse model for treating Fabry disease; J Biochem , 149 , 161-170 (2011)
• 原著論文20: Suzuki O, Koura M, Noguchi Y, et al.; Use of sample mixtures for standard curve creation in quantitative Western blots; Exp Anim (2011)

公開日・更新日

• 公開日: 2017-05-23
• 更新日: -

収支報告書

• 文献番号: 201027067Z