リン酸化タウの凝集阻害及び分解促進を標的とした新しいアルツハイマー病の根本治療法に関する研究

文献情報

• 文献番号: 201116003A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: リン酸化タウの凝集阻害及び分解促進を標的とした新しいアルツハイマー病の根本治療法に関する研究
• 課題番号: H21-認知症・一般-002
• 研究年度: 平成23(2011)年度
• 研究代表者(所属機関): 武田 雅俊(大阪大学大学院 医学系研究科 情報統合医学講座（精神医学）)

研究分担者(所属機関)

• 工藤　喬(大阪大学大学院　医学系研究科　情報統合医学講座（精神医学） )
• 長谷川　成人(公益財団法人　東京都医学総合研究所)
• 高島　明彦(独立行政法人　国立長寿医療研究センター)
• 田中　稔久(大阪大学大学院　医学系研究科　情報統合医学講座（精神医学）)
• 数井　裕光(大阪大学大学院　医学系研究科　情報統合医学講座（精神医学）)

• 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 認知症対策総合研究
• 研究開始年度: 平成21(2009)年度
• 研究終了予定年度: 平成23(2011)年度
• 研究費: 8,992,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

リン酸化タウ凝集阻害やその分解促進を行うことでシナプス消失、神経脱落を抑制し、アルツハイマー病(AD)の根本的治療法を確立する1事を目的とする。

研究方法

1)ERストレスによる神経細胞内タウ凝集の研究神経細胞にERストレスを負荷すると、タウが上昇することを確認し、それがタウの転写、翻訳、さらに分解過程によるものかを検討した。　2)タウの伝播性の研究－培養細胞内へのタウ線維の導入大腸菌から精製した3，4リピートタウを線維化し、神経細胞にリポフェクションして伝播するかを検討した。　3)顆粒状タウ凝集体-を標的とする治療法に関する研究 タウと結合活性を持つ化合物を、リコンビナントヒトタウとヘパリン存在化でインキュベートし、凝集阻害活性をチオフラビン蛍光で測定して、タウ凝集阻害物質を検索し、タウTGマウスで検討した。　4)タウワクチンの開発 リン酸化タウペプチドでマウスを免疫し、抗タウ抗体価について解析した。　5)シャペロン誘導剤BIXの開発 BiPのプロモーター領域を用いたルシフェラーゼレポーターアッセイ系によりコンパウンドライブラリーを検索した結果、BIX（BiP inducer X）を開発し、動物実験等で検証した。6.tauopathyとしてのAD病患者の精神行動評価についての研究ADとMCIの診断基準を満たす患者に対してNeuropsychiatric Inventory (NPI)で精神行動障害の評価を行った。

結果と考察

ERストレスによりタウ蛋白の蓄積が認められ、ERストレスの抑止がタウ凝集阻害に繋がる可能性が示された。また、細胞にタウ線維を導入試薬で導入すると、細胞内にタウの凝集が観察され、タウの伝播がtauopathy形成に関与する事が示された。神経脱落に関与する顆粒状タウ凝集体形成を阻害する既存薬X1が得られ、P301Lタウ発現マウスに投与したところ、神経障害の抑止が認められた。また、タウ発現マウスにリン酸化タウペプチドを用いたワクチンを投与したところ、タウの蓄積の現象が観察された。シャペロン誘導剤BIXは神経変性過程を抑止する可能性が示された。また、ADに対するタウ線維凝集阻害物質の臨床治験をおこなうための臨床評価としては、精神行動障害の評価尺度としてのNPIの有用性を示唆するものとも考えられた。

結論

リン酸化タウ凝集阻害やその分解促進を行うために、ERストレス抑止、顆粒状タウ凝集体形成を阻害する既存薬X1、タウワクチン、さらにはシャペロン誘導剤BIXが有効である可能性が示された。

公開日・更新日

• 公開日: 2012-08-23
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201116003B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: リン酸化タウの凝集阻害及び分解促進を標的とした新しいアルツハイマー病の根本治療法に関する研究
• 課題番号: H21-認知症・一般-002
• 研究年度: 平成23(2011)年度
• 研究代表者(所属機関): 武田 雅俊(大阪大学大学院 医学系研究科 情報統合医学講座（精神医学）)

研究分担者(所属機関)

• 工藤　喬(大阪大学大学院　医学系研究科　情報統合医学講座（精神医学） )
• 長谷川　成人(公益財団法人　東京都医学総合研究所)
• 高島　明彦(独立行政法人　国立長寿医療研究センター)
• 田中　稔久(大阪大学大学院　医学系研究科　情報統合医学講座（精神医学） )
• 数井　裕光(大阪大学大学院　医学系研究科　情報統合医学講座（精神医学） )

• 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 認知症対策総合研究
• 研究開始年度: 平成21(2009)年度
• 研究終了予定年度: 平成23(2011)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

リン酸化タウ凝集阻害やその分解促進を行うことでシナプス消失、神経脱落を抑制し、アルツハイマー病(AD)の根本的治療法を確立する事を目的とする。

研究方法

（1）ERストレスによる神経細胞内タウ凝集の研究　神経細胞にERストレスを負荷すると、タウが上昇することを確認し、それがタウの転写、翻訳、さらに分解過程によるものかを検討した。（2）タウの伝播性の研究－培養細胞内へのタウ線維の導入大腸菌から精製した3，4リピートタウを線維化し、神経細胞にリポフェクションして伝播するかを検討した。（3）顆粒状タウ凝集体を標的とする治療法に関する研究タウと結合活性を持つ化合物を、リコンビナントヒトタウとヘパリン存在化でインキュベートし、凝集阻害活性をチオフラビン蛍光で測定して、タウ凝集阻害物質を検索し、タウTGマウスで検討した。（4）タウワクチンの開発　リン酸化タウペプチドでマウスを免疫し、抗タウ抗体価について解析した。　（5）シャペロン誘導剤BIXの開発　BiPのプロモーター領域を用いたルシフェラーゼレポーターアッセイ系によりコンパウンドライブラリーを検索した結果、BIX（BiP inducer X）を開発し、動物実験等で検証した。（6）tauopathyとしてのAD病患者の精神行動評価についての研究　ADとMCIの診断基準を満たす患者に対してNeuropsychiatric Inventory (NPI)で精神行動障害の評価を行った。

結果と考察

ERストレスによりタウ蛋白の蓄積が認められ、ERストレスの抑止がタウ凝集阻害に繋がる可能性が示された。また、細胞にタウ線維を導入試薬で導入すると、細胞内にタウの凝集が観察され、タウの伝播がtauopathy形成に関与する事が示された。神経脱落に関与する顆粒状タウ凝集体形成を阻害する既存薬X1が得られ、P301Lタウ発現マウスに投与したところ、神経障害の抑止が認められた。また、タウ発現マウスにリン酸化タウペプチドを用いたワクチンを投与したところ、タウの蓄積の現象が観察された。シャペロン誘導剤BIXは神経変性過程を抑止する可能性が示された。また、ADに対するタウ線維凝集阻害物質の臨床治験をおこなうための臨床評価としては、精神行動障害の評価尺度としてのNPIの有用性を示唆するものとも考えられた。

結論

リン酸化タウ凝集阻害やその分解促進を行うために、ERストレス抑止、顆粒状タウ凝集体形成を阻害する既存薬X1、タウワクチン、さらにはシャペロン誘導剤BIXが有効である可能性が示された。

公開日・更新日

• 公開日: 2012-08-23
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201116003C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: アルツハイマー病（AD）の病態仮説として、「アミロイドカスケード仮説」が提唱され、これに基づいた治療法開発が精力的に行われている。しかし、これらの臨床治験は悉く失敗を重ねており、新しいADの病態仮説の確立が求められている。タウは神経原線維変化の構成成分として、異常リン酸化を受け凝集してADの病態に関与している。本研究は、リン酸化タウの凝集阻害および分解促進を治療戦略に位置づけ、タウ病理を新たなADの病態仮説の確立に寄与した。
• 臨床的観点からの成果: 現在臨床で使用されているADに対する薬物はアセチルコリンエステラーゼ阻害薬を中心としたsymptomatic drugの域を出ず、効果がきわめて限定的である。根本治療薬であるdisease-modifying drugとしてアミロイドワクチンなどが考案され、精力的に開発されてきているが、まだまだ臨床使用には時間を要しそうである。本研究では、視点を変えてタウの凝集阻害剤を検討したところ、既存薬であるX1や臨床使用されているフェノチアジン化合物などが候補に挙がり、早期に臨床使用できる可能性が大きい。
• ガイドライン等の開発: ADの精神行動異常には神経原線維変化が関与することが示唆されていることから、タウをターゲットとした治療薬の効果は精神行動障害の観点から見ることも重要である。そこで、NPIを用いて精神行動障害を評価したところ、MCIにおいてもAD患者と同様の頻度と重症度の精神行動障害を呈しうることが明らかになった。この知見は、精神行動障害の評価尺度としてのNPIの有用性を示唆するものとも考えられた。これらを踏まえ、今後タウに対する薬物の知見ガイドラインを検討していく予定である。
• その他行政的観点からの成果: 認知症高齢者数は、平成 14(2002)年現在約 150 万人であるが、2025年には約 320 万人になると推計されており、その中心的存在であるADの治療法開発は、喫緊の課題である。そこで、「アミロイドカスケード仮説」を基にしたアミロイドワクチンなどの開発が進められているが、順調に進んでいるとは言いがたい。そこで、新しい仮説に基づいたADの治療法開発を進めることは、アミロイド仮説療法の代替法としてあるいは補完法として、行政的には重要と考えられた。
• その他のインパクト: 本研究では、既存薬X1、ポリフェノール化合物、フェノチアジン化合物など毒性などの薬物の性質が既知のものがタウ凝集に効果があることを示されており、比較的早期に臨床応用できる可能性があることは特筆すべきである。また、タウワクチン、タウの伝播機構、あるいはシャペロン誘導剤開発など、ユニークな観点からの薬剤開発の可能性を示した点はインパクトが大きい。また、タウの凝集はAD以外のtauopathyを呈する認知症にも共通した病態であり、それらの疾患への応用も期待される。

発表件数

• 原著論文（和文）: 20件
• 原著論文（英文等）: 35件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 30件
• 学会発表(国際学会等): 15件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計1件
• その他成果(特許の取得): 0件 ; 発明者：高島明彦、添田義行、長田裕之 発明の名称：タウ凝集阻害剤 出願年月日：国内出願 平成２３年１０月３日国際出願平成16年12月1日 出願番号：特願2011-219059（国内）
• 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: Mitsuda T, Omi T, Tanimukai H, et al; Sigma-1Rs are upregulated via PERK/eIF2α/ATF4 pathway and execute protective function in ER stress.; Biochem Biophys Res Commun. , 415 (3) , 519-525 (2011)
• 原著論文2: Ishisaka M, Kudo T, Shimazawa M, et al; Restraint-Induced Expression of Endoplasmic Reticulum Stress-Related Genes in the Mouse Brain.; Pharmacology & Pharmacy , 2 (1) , 10-16 (2011)
• 原著論文3: Kazui H, Yoshida T, Takaya M, et al; Different characteristics of cognitive impairment in elderly schizophrenia and Alzheimer’s disease in the mild cognitive impairment stage.; Dement Geriatr Cogn Disord Extra , 1 (1) , 20-30 (2011)
• 原著論文4: Kimura R, Morihara T, Kudo T, et al; Association between CAG repeat length in the PPP2R2B gene and Alzheimer disease in the Japanese population.; Neurosci Let , 487 , 354-357 (2011)
• 原著論文5: Hayashi N, Kazui H, Kamino K,et al; KIBRA Genetic Polymorphism Influences Episodic Memory in Alzheimer's Disease, but Does Not Show Association with Disease in a Japanese Cohort.; Dement Geriatr Cogn Disord. , 25 (30) , 302-308 (2010)
• 原著論文6: Kimura R, Morihara T, Kudo T,et al; Association between CAG repeat length in the PPP2R2B geneand Alzheimer disease in the Japanese population.; Neurosci Lett , 487 , 354-357 (2010)
• 原著論文7: Takeda M,Martínez R, ChemPG,et al; Apolipoprotein E andcentral nervous system disorders: Reviews of clinical findings ; Psychiatry and Clinical Neuroscience , 64 , 592-607 (2010)
• 原著論文8: Eiichiro Kamagata, Takashi Kudo, Ryo Kimura, et al; Decrease of dynamin 2 levels in late-onset Alzheimer's disease alters Aβ metabolism; Biochem Biophys Res Commun , 379 , 691-695 (2009)
• 原著論文9: Iguchi Y, Katsuno M, Takagi S,et al; Oxidative stress induced by glutathione depletion reproduces pathological modifications of TDP-43 linked to TDP-43 proteinopathies. ; Neurobiol Dis. , 45 , 862-870 (2012)
• 原著論文10: Foulds PG, Mitchell JD, et al; Phosphorylated alpha-synuclein can be detected in blood plasma and is potentially a useful biomarker for Parkinson's disease.; FASEB J , 25 , 4127-4137 (2011)
• 原著論文11: Hasegawa M, Nonaka T, Tsuji H; Molecular Dissection of TDP-43 Proteinopathies.; J Mol Neurosci , 45 , 480-485 (2011)
• 原著論文12: Arai T, Hasegawa M, Nonoka T,et al; Phosphorylated and cleaved TDP-43 in ALS, FTLD and other neurodegenerative disorders and in cellular models of TDP-43 proteinopathy. ; Neuropathol , 30 , 170-181 (2010)
• 原著論文13: Nonaka T, Arai T, Buratti E, et al; Phosphorylated and ubiquitinated TDP-43 pathological inclusions in ALS and FTLD-U are recapitulated in SH-SY5Y cells. ; FEBS Lett , 583 , 394-400 (2009)
• 原著論文14: Nonaka T, Kametani1 F, Arai T,et al; Truncation and pathogenic mutations facilitate the formation of intracellular aggregates of TDP-43.; Hum Mol Genet , 18 , 3353-3364 (2009)
• 原著論文15: Ono K, Li L, Takamura Y,et al; Phenolic Compounds Prevent Amyloid β-Protein Oligomerization and Synaptic Dysfunction by Site-specific Binding.; J Biol Chem. , 287 (18) , 631-643 (2012)
• 原著論文16: Yoshiike Y, Yamashita S, Mizoroki T,et al; Adaptive responses to alloxan-induced mild oxidative stress ameliorate certain tauopathy phenotypes.; Aging Cell. , 11 (1) , 51-62 (2011)
• 原著論文17: Mutsuga M, Chambers JK, Uchida K, et al; Binding of curcumin to senile plaques and cerebral amyloid angiopathy in the aged brain of various animals and to neurofibrillary tangles in Alzheimer's brain.; J Vet Med Sci. , 74 (1) , 51-57 (2011)
• 原著論文18: Peethumnongsin E, Yang L, Kallhoff-Muñoz V,et al; Convergence of presenilin- and tau-mediated pathways on axonal trafficking and neuronal function. ; J Neurosci , 30 (40) , 13409-13418 (2010)
• 原著論文19: Takashima A; Amyloid-β,Tau,and Dementia ; J Alzheimers Dis , 17 , 729-736 (2009)
• 原著論文20: Kambe T, Motoi Y, Inoue R,et al; Differential regional distribution of phosphorylated tau and synapse loss in the nucleus accumbens in tauopathy model mice.; Neurobiol Dis. , 42 (3) , 404-414 (2011)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-10
• 更新日: -

収支報告書

• 文献番号: 201116003Z