関節リューマチに対するアプタマーＲＮＡ新薬の開発

文献情報

• 文献番号: 201126001A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 関節リューマチに対するアプタマーＲＮＡ新薬の開発
• 課題番号: H21-免疫・一般-001
• 研究年度: 平成23(2011)年度
• 研究代表者(所属機関): 中村 義一(東京大学 医科学研究所)

研究分担者(所属機関)

• 石黒亮(東京大学　医科学研究所 )

• 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 免疫アレルギー疾患等予防・治療研究
• 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: 18,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

本研究ではRNAアプタマーを利用して、炎症性サイトカイン等の機能的なバランスを回復させ、関節リウマチの予防・治療に役立つRNA新薬の開発を推進する。アプタマーRNAは、人工進化法により選び抜かれた標的に対する特異的な高親和性分子で、抗体に代わる次世代の高分子医薬である。本研究では、長年蓄積してきた我々のプラットフォーム技術を利用して、新コンセプトのRNA新薬を開発する。

研究方法

すでにIL-17阻害性アプタマーの作出を完了し、これがIL-17と受容体との結合を完全に阻害、培養細胞レベルでIL-17A添加によるIL-6の誘導を完璧に遮断することを確認した。また、２種類のマウスモデルを用いて薬効を解析した結果、抗IL-17Aアプタマーの発症予防効果及び治癒効果がみられた。

結果と考察

全長31塩基まで短鎖化したアプタマーの、更なる最適化を図る目的で、多数の変異体とIL-17Aタンパク質の相互作用を表面プラズモン共鳴法により確認した。その結果、これまで以上に高い結合を示す変異体を多数取得。全ての変異体を、正常ヒト皮膚繊維芽(NHDF)を使用したIL-17A異存的IL-6産生試験により解析した。変異体の中には、これまでのアプタマー候補(Apt21-2)を遥かに凌ぐ阻害能を有するものが複数存在し、その配列を基に、更に変異を導入しての選抜を繰り返した。最終的に残った数種類の候補は、当初開発したアプタマーのIC50値濃度と比較すると、40倍以上中和効果が改善していた。

結論

我々が取得した抗IL-17A RNAアプタマーは、関節リウマチや多発性硬化症のマウスモデルで優れた発症阻害効果、及び明らかな治癒効果を示す。今回、修飾塩基の効果的な導入により、当初の40倍以上という高い中和効果を有する変異体の取得に成功した。これらの結果は、RNAが個性ある立体構造を形成して機能する高分子マテリアルとしてのポテンシャルを強く示唆するものでもある。
今後、予備毒性試験を進める準備はできており、他に類を見ないような作用機序を持つ慢性関節リウマチ治療薬へと昇華させることが可能と考える。

公開日・更新日

• 公開日: 2012-06-07
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201126001B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 関節リューマチに対するアプタマーＲＮＡ新薬の開発
• 課題番号: H21-免疫・一般-001
• 研究年度: 平成23(2011)年度
• 研究代表者(所属機関): 中村 義一(東京大学 医科学研究所)

研究分担者(所属機関)

• 石黒　亮(東京大学　医科学研究所 )

• 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 免疫アレルギー疾患等予防・治療研究
• 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

本研究ではRNAアプタマーを利用して、炎症性サイトカイン等の機能的なバランスを回復させ、関節リウマチの予防・治療に役立つRNA新薬の開発を推進する。アプタマーRNAは、人工進化法により選び抜かれた標的に対する特異的な高親和性分子で、抗体に代わる次世代の高分子医薬である。本研究では、長年蓄積してきた我々のプラットフォーム技術を利用して、新コンセプトのRNA新薬を開発する。

研究方法

すでにIL-17阻害性アプタマーの作出を完了し、これがIL-17と受容体との結合を完全に阻害、培養細胞レベルでIL-17A添加によるIL-6の誘導を完璧に遮断することを確認した。また、２種類のマウスモデルを用いて薬効を解析した結果、抗IL-17Aアプタマーの発症予防効果及び治癒効果がみられた。

結果と考察

全長31塩基まで短鎖化したアプタマーの、更なる最適化を図る目的で、多数の変異体とIL-17Aタンパク質の相互作用を表面プラズモン共鳴法により確認した。その結果、これまで以上に高い結合を示す変異体を多数取得。全ての変異体を、正常ヒト皮膚繊維芽(NHDF)を使用したIL-17A異存的IL-6産生試験により解析した。変異体の中には、これまでのアプタマー候補(Apt21-2)を遥かに凌ぐ阻害能を有するものが複数存在し、その配列を基に、更に変異を導入しての選抜を繰り返した。最終的に残った数種類の候補は、当初開発したアプタマーのIC50値濃度と比較すると、40倍以上中和効果が改善していた。

結論

我々が取得した抗IL-17A RNAアプタマーは、関節リウマチや多発性硬化症のマウスモデルで優れた発症阻害効果、及び明らかな治癒効果を示す。今回、修飾塩基の効果的な導入により、当初の40倍以上という高い中和効果を有する変異体の取得に成功した。これらの結果は、RNAが個性ある立体構造を形成して機能する高分子マテリアルとしてのポテンシャルを強く示唆するものでもある。
今後、予備毒性試験を進める準備はできており、他に類を見ないような作用機序を持つ慢性関節リウマチ治療薬へと昇華させることが可能と考える。

公開日・更新日

• 公開日: 2012-06-07
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201126001C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 我々の作出した抗IL-17Aアプタマーは抗体を凌ぐ高いアフィにティーを有し、IL-17Aの受容体への結合を完全に阻害する。関節炎モデルマウスを用いた投与試験を実施し、その薬効を確認した。また、IL-17Aは同じファミリーに属するIL-17Fとヘテロ二量体を形成し機能する可能性が提唱されているが、ヘテロ二量体のみを阻害するアプタマーの開発にも成功した。さらに抗FGF2アプタマーの所得にも成功。得られたアプタマーはFGF2依存的なシグナル伝達を遮断し、マウス関節リウマチモデルで高い薬効を示した。
• 臨床的観点からの成果: 近年の研究によってIL-17AやFGF2の過剰発現がリウマチ発症の一因であることがわかってきた。我々が取得した抗IL-17A及び抗FGF2 RNAアプタマーは、関節リウマチのマウスモデルで優れた発症阻害効果、及び明らかな治癒効果を示す。アプタマー医薬は抗体医薬と同じ分子標的医薬に分類されるが、免疫排除が生じにくい点や化学合成で安価に大量合成が可能である等抗体医薬を凌ぐ数多くの特性があり、他に類を見ないような作用機序を持つ慢性関節リウマチ治療薬へと昇華させることが可能と考える。
• ガイドライン等の開発: 該当無し
• その他行政的観点からの成果: 日本の創薬力にはかつての力強さは失せ、抗体医薬にしても欧米の後塵を拝するのが現状である。この状況を打開するたまにはこれまでにはなく、かつ世界の先端をいく新規な医薬品の研究開発を推進する必要があり、核酸医薬はその最たるモデルになる。本研究はその方向を先導するものであり、かつ、核酸医薬の原材料の合成という我が国の有機合成の産業基盤を発展させる上でも、大きな起爆効果が期待される。
• その他のインパクト: 2010.11.12 日経産業新聞 『関節リウマチ 人工RNAで炎症制御 東大、マウス実験で確認』; 2010.11.13 日刊工業新聞 『自己免疫疾患 炎症抑えるRNA開発 東大 分子標的医薬に応用へ』

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 4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): 6件
• 学会発表(国際学会等): 7件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計2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): 2件 ; 新聞報道

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: Ishiguro, A., Akiyama, T., Adachi, H. et al.; Therapeutic potential of anti-interleukin-17A aptamer: suppression of IL-17A signaling and attenuation of autoimmunity in two mouse models. ; Arthritis Rheum. , 63 (2) , 455-466 (2011)
• 原著論文2: Adachi, H., Ishiguro, A., Hamada, M. et al.; Antagonistic RNA aptamer specific to a heterodimeric form of human interleukin-17A/F. ; Biochimie , 93 (7) , 1081-1088 (2011)
• 原著論文3: Nakamura, Y., Ishiguro, A., Miyakawa, S.; RNA plasticity and selectivity applicable to therapeutics and novel biosensor development.; Genes Cells. , 17 (5) , 344-364 (2012)
• 原著論文4: Nakamura, Y.; Aptamer: Biology to Applications.; Advances in Polymer Science, in press. (2012)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-30
• 更新日: 2016-05-26

収支報告書

• 文献番号: 201126001Z