JP2019094304A - Autophagy derivative - Google Patents

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信孝 服部
Nobutaka Hattori
信孝 服部
臣二 斉木
Shinji Saiki
臣二 斉木
一興 平野
Kazuki Hirano
一興 平野
景一 石川
Keiichi Ishikawa
景一 石川
和士 赤松
Kazushi Akamatsu
和士 赤松
有紀子 吉川
Yukiko Yoshikawa
有紀子 吉川
基紀 藤巻
Motoki Fujimaki
基紀 藤巻
昴大 山口
Kota Yamaguchi
昴大 山口
秀行 佐谷
Hideyuki Satani
秀行 佐谷
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Abstract

To provide a new autophagy derivative and a new Parkinson disease preventive and therapeutic agent.SOLUTION: An autophagy derivative contains a component selected from memantine, clemastine and a salt thereof as an active ingredient.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、オートファジー誘導剤及びパーキンソン病予防治療剤に関する。   The present invention relates to an agent for inducing autophagy and a therapeutic agent for preventing and treating Parkinson's disease.

パーキンソン病(以下PD)は我が国で2番目に多い神経変性疾患で、進行性の運動障害に加え、非運動症状(認知機能低下、精神症状、自律神経症状)などが経年的に進行し、発症15−20年後には寝たきりとなるため、多大な医療・介護負担のため深刻な社会的資産の毀損を招来する。本疾患の根本治療を実現するためには、早期発見・早期治療介入が重要と考えられるが、運動症状が出現する時点で、すでに30%以上の黒質神経細胞脱落を認め、発症5−10年後には70%程度の黒質神経細胞が脱落するため、発症前または発症超早期から5−10年程度の中長期的な治療介入を行い、発症予防・進行抑制を図るような根本的治療が必要と考えられる。   Parkinson's disease (hereinafter referred to as PD) is the second most common neurodegenerative disease in Japan, and in addition to progressive movement disorder, non-exercise symptoms (cognitive decline, psychiatric symptoms, autonomic nervous symptoms) etc progress over time and develop As they become bedridden after 15-20 years, they cause serious damage to social assets due to the large burden of medical and nursing care. Although early detection and early treatment intervention is considered important to realize the radical treatment of this disease, it has already been noted that 30% or more of the substantia nigra neurons have dropped out when motor symptoms appear, and it is 5-10 About 70% of the substantia nigra neurons drop out after 1 year, so a radical treatment such as prevention of the onset and suppression of progression will be carried out by performing medium- to long-term treatment intervention before the onset or at the very early onset to about 5-10 years. Is considered necessary.

PD発症メカニズムとして1997年頃より家族性PD原因遺伝子産物機能の解析が精力的に進められ、2016年11月迄に同定された責任遺伝子20の中で8個が、また孤発性PDリスク遺伝子産物機能についてもその約50%が広義のオートファジー・リソソーム系に関与するとされている。オートファジーとは、細胞内の粗面小胞体・ミトコンドリアコンタクトサイトから生じた隔離膜が基質を取り囲み、オートファゴソームとよばれる2重膜構造を形成し、リソソーム(内部に水解酵素を含む)と融合し、1重膜構造のオートリソソームとなり、内部基質が分解される一連の流れを指す。基質の一つとして、パーキンソン病等における神経変性の原因とされるα−シヌクレインが含まれることからオートファジー促進によるPD治療薬開発には一定の期待が寄せられている(非特許文献1)。   Analysis of familial PD causative gene product functions has been vigorously advanced since 1997 as a PD onset mechanism, and eight of 20 responsible genes identified by November 2016, sporadic PD risk gene products About 50% of functions are also considered to be involved in the broad autophagy lysosome system. In autophagy, isolated membranes generated from rough endoplasmic reticulum / mitochondria contact sites in cells surround a substrate to form a double membrane structure called autophagosomes, which fuse with lysosomes (including an internal hydrolytic enzyme) It becomes an autolysosome with a single membrane structure, and refers to a series of flows in which the inner substrate is degraded. Since α-synuclein, which is a cause of neurodegeneration in Parkinson's disease and the like, is included as one of the substrates, certain expectations have been drawn for PD therapeutic drug development by autophagy promotion (Non-patent Document 1).

J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 83, 430-436, doi: 10.1136/jnnp-2011-301205(2012)J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 83, 430-436, doi: 10.1136 / jnnp-2011-301205 (2012)

本発明の課題は、新たなオートファジー誘導剤及びオートファジー誘導によるPD予防治療剤を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a novel autophagy inducing agent and an agent for preventing and treating PD by autophagy induction.

そこで本発明者は、既に医薬として用いられている成分(557種)の中からオートファジー誘導効果を有し、パーキンソン病の予防治療に有効な成分を見出すべく検討した結果、NMDA受容体拮抗作用に基づきアルツハイマー病の認知症状の進行抑制に用いられているメマンチン及び抗ヒスタミン剤として用いられているクレマスチンが優れたオートファジー誘導作用及びパーキンソン病予防治療作用を有することを見出し、本発明を完成した。   Therefore, the inventor of the present invention has studied to find an ingredient having autophagy-inducing effect among ingredients (557 species) already used as a medicine and effective for preventing and treating Parkinson's disease. The present inventors have found that memantine used for suppressing the progression of cognitive symptoms of Alzheimer's disease and clemastine used as an antihistamine have excellent autophagy inducing action and Parkinson's disease preventing and treating action based on the above, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下の〔1〕〜〔8〕を提供するものである。   That is, the present invention provides the following [1] to [8].

〔1〕メマンチン、クレマスチン及びそれらの塩から選ばれる成分を有効成分とするオートファジー誘導剤。
〔2〕メマンチン、クレマスチン及びそれらの塩から選ばれる成分を有効成分とするパーキンソン病予防治療剤。
〔3〕オートファジー誘導剤製造のための、メマンチン、クレマスチン及びそれらの塩から選ばれる成分の使用。
〔4〕パーキンソン病予防治療剤製造のための、メマンチン、クレマスチン及びそれらの塩から選ばれる成分の使用。
〔5〕オートファジー誘導に使用するための、メマンチン、クレマスチン及びそれらの塩から選ばれる化合物。
〔6〕パーキンソン病の予防治療に使用するための、メマンチン、クレマスチン及びそれらの塩から選ばれる化合物。
〔7〕メマンチン、クレマスチン及びそれらの塩から選ばれる成分の有効量を投与することを特徴とするオートファジー誘導方法。
〔8〕メマンチン、クレマスチン及びそれらの塩から選ばれる成分の有効量を投与することを特徴とするパーキンソン病予防治療方法。
[1] An autophagy inducer comprising a component selected from memantine, clemastine and salts thereof as an active ingredient.
[2] An agent for preventing and treating Parkinson's disease, which comprises a component selected from memantine, clemastine and salts thereof as an active ingredient.
[3] Use of a component selected from memantine, clemastine and their salts for producing an autophagy inducer.
[4] Use of a component selected from memantine, clemastine and salts thereof for the preparation of a preventive and therapeutic agent for Parkinson's disease.
[5] A compound selected from memantine, clemastine and their salts for use in induction of autophagy.
[6] A compound selected from memantine, clemastine and their salts for use in the preventive treatment of Parkinson's disease.
[7] A method of inducing autophagy comprising administering an effective amount of a component selected from memantine, clemastine and salts thereof.
[8] A method for preventing and treating Parkinson's disease, which comprises administering an effective amount of a component selected from memantine, clemastine and salts thereof.

本発明によれば、既に臨床で使用されている安全性が確立した成分を投与することにより、オートファジーが誘導され、パーキンソン病に深く関与しているパーキンソン病患者由来のドパミン神経細胞におけるオートファジーも強く誘導し、パーキンソン病の予防治療剤も提供できる。   According to the present invention, autophagy is induced by administering a safety-established component which has been used in clinical practice, and autophagy in dopamine neurons derived from Parkinson's disease patients who are deeply involved in Parkinson's disease. It can also be strongly induced to provide a preventive and therapeutic agent for Parkinson's disease.

メマンチンのオートファジー誘導効果(LC3−II上昇)を示す。リソソーム阻害薬の併用によりLC3−II上昇に相加効果を認めることからオートファジー誘導が確認できる。The autophagy induction effect (LC3-II rise) of memantine is shown. Autophagy induction can be confirmed by the additive effect on LC3-II elevation by the combined use of lysosomal inhibitors. メマンチンのオートリソソームの産生促進効果を示す。It shows the production promoting effect of memantine on autolysosomes. メマンチンの各濃度におけるオートファジー誘導効果のタイムコースを示す。The time course of the autophagy induction effect in each concentration of memantine is shown. メマンチンのmTORC1抑制作用がないことを示す。It shows that memantine has no mTORC1 inhibitory action. メマンチンのiPS細胞由来神経細胞でのミトコンドリアオートファジー誘導効果を示す。The effect of mitochondrial autophagy in iPS cell-derived neurons of memantine is shown. クレマスチンのオートファジー誘導効果を示す。Figure 7 shows the autophagy-inducing effect of clemastine. クレマスチンのオートリソソームの産生促進効果を示す。Fig. 6 shows the autolysosomal production promoting effect of clemastine.

本発明のオートファジー誘導剤及びパーキンソン病予防治療剤の有効成分は、メマンチン、クレマスチン及びそれらの塩から選ばれる成分(化合物)である。   The active ingredients of the autophagy inducer and the agent for preventing and treating Parkinson's disease of the present invention are components (compounds) selected from memantine, clemastine and salts thereof.

メマンチンは、化学名1−アミノ−3,5−ジメチルアダマンタンである。メマンチンは、グルタミン酸受容体のサブタイプであるNMDA(N−メチル−D−アスパラギン酸)受容体チャネル阻害作用を有し、中等度及び高度アルツハイマー型認知症における認知症状の進行抑制に使用されている。しかしながら、メマンチンのオートファジーに対する作用やパーキンソン病に対する作用は知られていない。   Memantine is the chemical name 1-amino-3,5-dimethyladamantane. Memantine has an NMDA (N-methyl-D-aspartate) receptor channel inhibitory action that is a subtype of glutamate receptor and is used to suppress the progression of cognitive symptoms in moderate and severe Alzheimer's disease . However, the action of memantine on autophagy and the action on Parkinson's disease are not known.

クレマスチンは、化学名(2R)−2−{2−[(1R)−1−(4−クロロフェニル)−1−フェニルエトキシ]エチル}−1−メチルピロリジンである。クレマスチンは、H1受容体拮抗作用を有する抗ヒスタミン剤であり、アレルギー性皮膚疾患、アレルギー性鼻炎、くしゃみ、鼻汁等の治療薬として用いられている。しかしながら、クレマスチンのオートファジーやパーキンソン病に対する作用は知られていない。 Clemastine is the chemical name (2R) -2- {2-[(1R) -1- (4-chlorophenyl) -1-phenylethoxy] ethyl} -1-methylpyrrolidine. Clemastine is an antihistamine agent having an H 1 receptor antagonistic action, and is used as a therapeutic drug for allergic skin diseases, allergic rhinitis, sneezing, nasal discharge and the like. However, the action of clemastine on autophagy and Parkinson's disease is not known.

メマンチン及びクレマスチンの塩としては、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩等の鉱酸塩、酢酸塩、フマル酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩等の有機酸塩が挙げられる。このうち、メマンチンについては塩酸塩が好ましく、クレマスチンについてはフマル酸塩が好ましい。   Examples of salts of memantine and clemastine include mineral acid salts such as hydrochlorides, sulfates and nitrates, and organic acid salts such as acetates, fumarates, citrates and tartrates. Among these, hydrochloride is preferable for memantine and fumarate is preferable for clemastine.

後述の実施例に示すように、メマンチン及びクレマスチンは、オートファジーのマーカーであるLC3−IIの発現量を上昇させ、E64dとペプスタチンA存在下においては相加効果を認め、オートファジーを誘導する。また、免疫組織化学にて、LC3陽性顆粒(オートファゴソームまたはオートリソソーム)の増加を認め、共局圧も増加することからオートファジーフラックスも増加させる。さらに、メマンチン及びクレマスチンは、パーキンソン病患者由来のドパミン神経細胞において、ミトコンドリアオートファジー(マイトファジー)誘導効果を示し、パーキンソン病の予防治療剤として有用である。
本発明のパーキンソン病予防治療剤によれば、パーキンソン病の症状である、静止時の振戦、筋固縮、寡動・無動、姿勢反射障害、便秘などの自律神経障害、うつなどの神経症状の発生を抑制し、これらの症状を改善する。
As shown in the examples below, memantine and clemastine increase the expression level of LC3-II, which is a marker for autophagy, and show an additive effect in the presence of E64d and pepstatin A to induce autophagy. In addition, immunohistochemistry shows an increase in LC3-positive granules (autophagosomes or autolysosomes) and increases co-localization pressure, thereby increasing autophagy flux. Furthermore, memantine and clemastine show mitochondrial autophagy (mitophage) inducing effects in dopamine neurons derived from Parkinson's disease patients, and are useful as preventive and therapeutic agents for Parkinson's disease.
The agent for preventing and treating Parkinson's disease according to the present invention is a symptom of Parkinson's disease, such as autonomic nervous disorders such as tremor at rest, muscle rigidity, peristalsis / kinesis, postural reflex disorder, constipation, and neurological symptoms such as depression. Control the occurrence of and improve these symptoms.

メマンチン、クレマスチン又はそれらの塩を医薬として用いる場合、経口又は非経口的に投与することができる。メマンチン、クレマスチン又はそれらの塩は、薬学的に許容される担体と組み合わせることによって薬学組成物とすることができる。薬学的に許容される担体として、賦形剤、結合剤、緩衝剤、増粘剤、安定化剤、乳化剤、分散剤、懸濁化剤、防腐剤等の公知のものを使用することができ、通常の方法により製剤化することができる。   When memantine, clemastine or a salt thereof is used as a medicine, it can be administered orally or parenterally. Memantine, clemastine or a salt thereof can be made into a pharmaceutical composition by being combined with a pharmaceutically acceptable carrier. As pharmaceutically acceptable carriers, known ones such as excipients, binders, buffers, thickeners, stabilizers, emulsifiers, dispersants, suspending agents, preservatives and the like can be used. It can be formulated by the usual methods.

経口投与用製剤としては、例えば錠剤(糖衣錠、フィルムコーティング錠を含む)、丸剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤(ソフトカプセル剤を含む)、シロップ剤、乳剤、懸濁剤等が挙げられる。   Examples of preparations for oral administration include tablets (including coated tablets, film-coated tablets), pills, granules, powders, capsules (including soft capsules), syrups, emulsions, suspensions and the like.

この経口投与用製剤は製剤分野において通常用いられる添加剤を配合し、公知の方法に従って製造することができる。このような添加剤としては、例えば乳糖、マンニトール、無水リン酸水素カルシウム等の賦形剤;ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ポリビニルピロリドン等の結合剤;でんぷん、カルボキシメチルセルロース等の崩壊剤、ステアリン酸マグネシウム、タルク等の滑沢剤等が挙げられる。非経口的には、注射剤、直腸投与製剤、局所投与剤等として投与することができ、なかでも注射剤が好ましい。   The preparation for oral administration can be prepared according to a known method by incorporating additives commonly used in the field of preparation. Examples of such additives include excipients such as lactose, mannitol and anhydrous calcium hydrogen phosphate; binders such as hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose and polyvinyl pyrrolidone; disintegrants such as starch and carboxymethyl cellulose; magnesium stearate, Lubricants such as talc and the like can be mentioned. Parenteral administration can be administered as an injection, a preparation for rectal administration, a topical administration and the like, and among them, an injection is preferred.

注射剤としては、例えば無菌の溶液又は懸濁液等が挙げられる。これらの注射剤は、例えば本発明化合物又はその薬学的に許容しうる塩を日局注射用水に溶解又は懸濁することにより製造される。必要により塩化ナトリウム等の等張化剤;リン酸二水素ナトリウム、リン酸一水素ナトリウム等の緩衝剤;溶解補助剤等を配合してもよい。また、用時溶解型(粉末充填、凍結乾燥)の注射剤とすることができ、この場合、マンニトール、乳糖等の賦形剤を添加して、通常の方法で製造することができる。   Injections include, for example, sterile solutions or suspensions. These injections are produced, for example, by dissolving or suspending the compound of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof in water for injection by Japan Post. If necessary, an isotonicity agent such as sodium chloride; a buffer such as sodium dihydrogen phosphate or sodium monohydrogen phosphate; a solubilizing agent etc. may be blended. In addition, it can be used as an injectable preparation in a soluble form (powder filling, lyophilization), and in this case, it can be manufactured by an ordinary method by adding an excipient such as mannitol or lactose.

直腸投与製剤としては坐剤等が挙げられる。坐剤は例えば本発明化合物又はその薬学的に許容しうる塩をカカオ脂、マクロゴール等の基剤に溶解又は懸濁した後、鋳型に注いで成形して製造される。また、液又はクリームを注入用の容器に入れ、直腸投与製剤とすることもできる。   Suppository etc. are mentioned as a preparation for rectal administration. The suppository is produced, for example, by dissolving or suspending the compound of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof in a base such as cocoa butter or macrogol, and pouring it into a mold for molding. Alternatively, the liquid or cream may be placed in a container for injection to give a preparation for rectal administration.

局所投与製剤は液剤、点眼剤、クリーム、軟膏、ゲル製剤、スプレー剤、粉剤等が挙げられる。液剤は、本発明化合物又はその薬学的に許容しうる塩を水に加え、安定化剤、溶解剤、増粘剤、分散剤、懸濁化剤等を必要に応じて加えて製造することができる。この増粘剤としては、ゼラチン、ヒアルロン酸ナトリウム、高分子デキストラン、アルギン酸ナトリウム、コンドロイチン硫酸ナトリウム等を用いることができる。点眼剤は、緩衝剤、pH調整剤、等張化剤のほかに防腐剤を加えて製造することができる。クリーム及び軟膏は、水性又は油性の基剤、例えば水、流動パラフィン、植物油(ピーナッツ油、ひまし油等)、マクロゴール等を用いて製造することができる。ゲル製剤は、公知の方法により、ゼラチン、ペクチン、カラゲナン、寒天、トラガント、アルギン酸塩、セルロースエーテル(メチルセルロース、ナトリウムカルボキシメチルセルロース等)、ペクチン誘導体、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドン等を用いて製造することができる。スプレー剤は本発明化合物又はその薬学的に許容しうる塩を水等に溶解又は懸濁した後、スプレー容器に入れて製造することができる。粉剤とする場合は、本発明化合物又はその薬学的に許容しうる塩をそのまま使用することもできるが、適当な賦形剤と混合して製造することができる。   The topical administration preparations include solutions, eye drops, creams, ointments, gel preparations, sprays, powders and the like. The liquid preparation may be produced by adding the compound of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof to water, and adding a stabilizer, a solubilizer, a thickener, a dispersant, a suspending agent, etc. as necessary. it can. As this thickener, gelatin, sodium hyaluronate, high molecular weight dextran, sodium alginate, sodium chondroitin sulfate and the like can be used. Eyedrops can be produced by adding a preservative, in addition to a buffer, pH adjuster, tonicity agent. Creams and ointments can be prepared using aqueous or oily bases such as water, liquid paraffin, vegetable oils (peanut oil, castor oil, etc.), macrogol and the like. The gel preparation may be gelatin, pectin, carrageenan, agar, tragacanth, alginate, cellulose ether (methylcellulose, sodium carboxymethylcellulose etc.), pectin derivative, polyacrylate, polymethacrylate, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone etc. Can be manufactured. A spray can be prepared by dissolving or suspending the compound of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof in water or the like, and then placing it in a spray container. In the case of a powder, the compound of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof can be used as it is, but can be produced by mixing it with a suitable excipient.

メマンチン、クレマスチン又はそれらの塩の投与量は対象とする疾患や症状、投与対象の年齢、体重、性別等を考慮して個々の場合に応じて適宜決定される。通常、経口投与の場合、成人(体重約60kg)1日当たりのメマンチン、クレマスチン又はそれらの塩の投与量は、0.01〜100mg、好ましくは0.01〜30mg、さらに好ましくは0.1〜10mgであり、これを1回で、あるいは2〜4回に分けて投与する。また、静脈内投与される場合は、通常、成人1日の投与量は体重1kgあたり0.03〜3000μg、好ましくは0.03〜300μg、より好ましくは0.03〜30μgであり、1日1回〜複数回に分けて投与する。   The dose of memantine, clemastine or a salt thereof is appropriately determined according to individual cases in consideration of the target disease or condition, the age, body weight, sex and the like of the administration subject. In general, when orally administered, the dose of memantine, clemastine or a salt thereof per day for an adult (about 60 kg body weight) is 0.01 to 100 mg, preferably 0.01 to 30 mg, more preferably 0.1 to 10 mg. It is administered once or in 2-4 divided doses. In the case of intravenous administration, the daily dose for an adult is usually 0.03 to 3000 μg, preferably 0.03 to 300 μg, more preferably 0.03 to 30 μg per kg body weight, and 1 day 1 It is divided into multiple doses and administered.

次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。   The present invention will now be described in more detail by way of examples.

実施例1
既に臨床応用されている化合物ライブラリー(以下既存薬ライブラリー)は発明者佐谷秀行が独自に収集した化合物群で約1200種からなる。同化合物のオートファジー誘導効果を順に、557種について検討を行った。GFP(緑色蛍光を発するタグ)−LC3(オートファジーの指標となる蛋白質)安定発現HeLa細胞(Autophagy 7:176−187, 2011参照)を96穴プレートに0.1×105/穴で播種した。既に既存薬ライブラリーの薬剤(それぞれ10μM)を上記細胞に添加し、24時間後に蛍光顕微鏡でGFP発色をFloid(Life Technologies社製)を用いて観察した。ポジティブコントロール(オートファジーを誘導することでGFP−LC3陽性顆粒増加を呈する)としてTorin1(5μM)、ネガティブコントロール(オートファジーの最終段階をブロックし、GFP−LC3陽性顆粒の分解を阻害することで同陽性顆粒を増加させる)としてBafA1 (100nM)を用いた。LC3 dot陽性細胞(GFP陽性細胞100個のうちLC3 dotが5個以上に増加している細胞数)が30%以上のものを1次ヒット化合物と判定(基準はJ Biol Chem 282:5641,2007)した。1次ヒット化合物群から、文献的にオートファジー誘導効果が報告されていないもの(69種)について、オートファジー誘導効果の有無をそれぞれの1次ヒット化合物と共にE64d(10μM)+pepA(10μM)を加える条件/加えない条件を設定し、24時間後に細胞を回収し、RIPAバッファーを用いて蛋白質を抽出し、ウェスタンブロッティングによってLC3−II、actinの発現を評価し、オートファジー誘導効果が確認されたものを2次ヒット化合物とした。
2次ヒット化合物は、クロミフェン塩酸塩、メマンチン塩酸塩及びクレマスチンフマル酸塩であった。
Example 1
A compound library (hereinafter referred to as existing drug library) which has already been clinically applied consists of about 1,200 species of compounds independently collected by the inventor Hideyuki Satani. The autophagy-inducing effects of the same compounds were examined sequentially for 557 species. GFP (tag that emits green fluorescence) -LC3 (protein that serves as an indicator of autophagy) stably expressing HeLa cells (see Autophagy 7: 176-187, 2011) were seeded at 0.1 × 10 5 / well in 96-well plates . Drugs of the existing drug library (10 μM each) were added to the cells, and after 24 hours, GFP color development was observed with a fluorescence microscope using Floid (manufactured by Life Technologies). Torin1 (5 μM) as a positive control (showing GFP-LC3 positive granules increase by inducing autophagy), negative control (block the final step of autophagy, and inhibit the degradation of GFP-LC3 positive granules) BafA1 (100 nM) was used as positive granules are increased). LC3 dot positive cells (the number of cells in which the number of LC3 dots increases to 5 or more among 100 GFP positive cells) is determined to be 30% or more as the primary hit compound (standard: J Biol Chem 282: 564 1, 2007 )did. Add E64d (10 μM) + pepA (10 μM) together with each primary hit compound to the presence or absence of the autophagy induction effect from the primary hit compounds group for which the autophagy induction effect has not been reported in literature (69 types) Set up conditions / conditions not added, collect cells after 24 hours, extract protein using RIPA buffer, evaluate expression of LC3-II and actin by Western blotting, confirm autophagy induction effect As a secondary hit compound.
Secondary hit compounds were clomiphene hydrochloride, memantine hydrochloride and clemastine fumarate.

実施例2
メマンチンについてオートファジー誘導効果について検討した。図1に示すようにメマンチンは10μM〜40μMにおいてLC3−IIの発現量を上昇させ、各濃度においてE64dとpepstatin A存在下においてはLC3−II発現量に相加効果を認めることから、オートファジーを誘導すると考えられた。さらにHeLa細胞にGFP−RFP−LC3プラスミドをリポフェクションで一過性に強制発現した状態で、メマンチンを加えた。ポジティブコントロールとして飢餓状態(starvation)により黄色のオートファゴソーム・赤色のオートリソソーム両者の増加を確認し、かつネガティブコントロールとしてBafilomycin A1の4時間添加により黄色のオートファゴソームのみが蓄積することを確認した。本実験条件においてメマンチン(100μM)により黄色・赤色のLC3陽性顆粒(オートファゴソームまたはオートリソソーム)の増加を認めることからオートファジーフラックスが増加していると考えられた(図2)。
Example 2
The effect of inducing autophagy was examined for memantine. As shown in FIG. 1, memantine elevates the expression level of LC3-II at 10 μM to 40 μM, and at each concentration, an additive effect is observed in the LC3-II expression level in the presence of E64d and pepstatin A. It was thought to induce. Furthermore, memantine was added to HeLa cells in a state where GFP-RFP-LC3 plasmid was transiently expressed by lipofection. The increase in both yellow autophagosome and red autolysosome was confirmed by starvation as a positive control, and it was confirmed that only yellow autophagosome accumulated by addition of Bafilomycin A1 for 4 hours as a negative control. Under the conditions of this experiment, it was considered that autophagy flux was increased because memantine (100 μM) increased the LC3 positive granules (autophagosomes or autolysosomes) in yellow and red (FIG. 2).

次にオートファジーを誘導するのに必要な時間を検討した。図3に示すようにメマンチンを1−100μMの濃度で添加し、4時間後、8時間後、24時間後にSH−SY5Y細胞を回収しウェスタンブロッティングによりLC3−II上昇を検討したところ、少なくとも8時間の3μMメマンチン添加によりLC3−IIの上昇効果を認めた。8時間、24時間では何れも用量依存的にオートファジー誘導効果が認められた。   Next, the time required to induce autophagy was examined. As shown in FIG. 3, memantine was added at a concentration of 1 to 100 μM, and SH-SY5Y cells were recovered after 4 hours, 8 hours and 24 hours, and when LC3-II elevation was examined by western blotting, it was at least 8 hours The increase effect of LC3-II was recognized by the addition of 3 μM memantine. At 8 hours and 24 hours, autophagy induction was observed in a dose-dependent manner.

さらにPI3K/Akt/mTORC1経路との関与を検討したところ、特にp−p70S6K、p−S6Kの変化を認めなかったため、同経路とは別機序にてオートファジーを誘導すると考えられた(図4)。   Furthermore, when the involvement with the PI3K / Akt / mTORC1 pathway was examined, it was thought that autophagy was induced by a mechanism different from the pathway, since no particular change was observed in p-p70S6K or p-S6K. ).

さらにドパミン神経細胞におけるミトコンドリアオートファジー(マイトファジー)誘導効果を確認するため、遺伝性パーキンソン病(PARK2、PARK6)患者由来iPS細胞から分化誘導したドパミン神経細胞を用いた。本細胞ラインでは、それぞれがparkinおよびPINK1という蛋白質の発現を欠くことからPINK1/parkin介在性マイトファジーを誘導することが出来ない(Imaizumi Y, Okada Y, Akamatsu W, Koike M, Kuzumaki N, Hayakawa H, Nihira T, Kobayashi T, Ohyama M, Sato S, Takanashi M, Funayama M, Hirayama A, Soga T, Hishiki T, Suematsu M, Yagi T, Ito D, Kosakai A, Hayashi K, Shouji M, Nakanishi A, Suzuki N, Mizuno Y, Mizushima N, Amagai M, Uchiyama Y, Mochizuki H, Hattori N, Okano H. Mitochondrial dysfunction associated with increased oxidative stress and s synuclein accumulation in PARK2 iPSC-derived neurons and postmortem brain tissue. Mol Brain. 6;5:35 (2012)、Shiba-Fukushima K, Ishikawa KI, Inoshita T, Izawa N, Takanashi M, Sato S, Onodera O, Akamatsu W, Okano H, Imai Y, Hattori N. Evidence that phosphorylated ubiquitin signaling is involved in the etiology of Parkinson's disease. Hum Mol Genet. 26:3172-3185 (2017))。iPS細胞をドパミン神経に誘導し、神経誘導10日後にマイトファジーを誘導するため30μMCCCP(ミトコンドリア脱共役剤)を添加し、48時間後に固定してβ−III−tubulin(神経マーカー)とComplex III−core1(ミトコンドリアマーカー)で免疫染色を行い、神経細胞内のミトコンドリア面積を定量することでマイトファジーを評価した。各細胞にそれぞれCCCPとともに10μMメマンチンを添加し48時間後に観察したところ、ミトコンドリア面積(Inner mitochondrial membraneを示す抗体にて染色された部分の総面積)が減少したことから、メマンチンはPINK1/parkinが関与しない、PINK1/parkin非介在性マイトファジーを誘導することが確認された(図5)。以上からメマンチンは培養系神経細胞・iPS細胞由来神経細胞にてオートファジーを誘導するが証明された。   Furthermore, in order to confirm the mitochondrial autophagy (mitophage) induction effect in dopamine neurons, dopamine neurons induced to differentiate from iPS cells derived from hereditary Parkinson's disease (PARK2, PARK6) were used. In this cell line, PINK1 / parkin-mediated mitophagy can not be induced because each lacks expression of parkin and PINK1 proteins (Imaizumi Y, Okada Y, Akamatsu W, Koike M, Kuzumaki N, Hayakawa H , Nihira T, Kobayashi T, Ohyama M, Sato S, Takanashi M, Funayama M, Hirayama A, Soga T, Hishiki T, Suematsu M, Yagi T, Ito D, Kosakai A, Hayashi K, Shouji M, Nakanishi A, Suzuki N, Mizuno Y, Mizushima N, Amagai M, Uchiyama Y, Mochizuki H, Hattori N, Okano H. Mitochondrial Dysfunction Associated with Incremental Oxidative Stress and s Synuclein Accumulation in PARK 2 iPSC-derived Neuron Brain Muscle Membranes 5: 35 (2012), Shiba-Fukushima K, Ishikawa KI, Inoshita T, Izawa N, Takanoshi M, Sato S, Onodera O, Akamatsu W, Okano H, Imai Y, Hattori N. Evidence that phosphorylated ubiquitin signaling is involved in Hum Mol Genet. 26: 3172-3185 (2 The etiology of Parkinson's disease. 017)). iPS cells are induced to dopamine neurons, and 30 μ MCCCP (mitochondrial uncoupling agent) is added to induce mitophagy 10 days after nerve induction, fixed 48 hours later, β-III-tubulin (neural marker) and Complex III- Immunostaining with core 1 (mitochondrial marker) was performed to evaluate mitophagy by quantifying mitochondrial area in neurons. When observation was made 48 hours after adding 10 μM memantine together with CCCP to each cell, the mitochondrial area (total area of the portion stained with the antibody showing the inner mitochondrial membrane) decreased, and therefore, the memantine involved PINK1 / parkin Not, it was confirmed to induce PINK1 / parkin non-mediated mitophagy (FIG. 5). These results demonstrate that memantine induces autophagy in cultured neurons and iPS cell-derived neurons.

実施例3
次にクレマスチン10μMについてもE64dとpepstatin A存在下においてはLC3−IIの発現量について相加効果を認め(図6)、免疫細胞染色により内因性LC3陽性顆粒(オートファゴソームまたはオートリソソーム)が増加し、内因性LC3陽性顆粒とLAMP2陽性顆粒(リソソームまたはオートリソソーム)との共局在が増加することから(図7)、オートファジーフラックスを促進することを確認した。
Example 3
Next, an additive effect was observed for the expression level of LC3-II in the presence of E64d and pepstatin A also for clemustine 10 μM (Fig. 6), and endogenous LC3-positive granules (autophagosomes or autolysosomes) were increased by immunocytostaining. Since co-localization of endogenous LC3 positive granules and LAMP2 positive granules (lysosome or autolysosome) was increased (FIG. 7), it was confirmed that autophagy flux was promoted.

Claims (2)

メマンチン、クレマスチン及びそれらの塩から選ばれる成分を有効成分とするオートファジー誘導剤。   An autophagy inducer comprising a component selected from memantine, clemastine and their salts as an active ingredient. メマンチン、クレマスチン及びそれらの塩から選ばれる成分を有効成分とするパーキンソン病予防治療剤。   An agent for preventing and treating Parkinson's disease, which comprises as an active ingredient a component selected from memantine, clemastine and salts thereof.
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