JP6912072B2 - Pharmaceuticals for the prevention or treatment of frontotemporal dementia - Google Patents

Pharmaceuticals for the prevention or treatment of frontotemporal dementia Download PDF

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ホルボールエステルを有効成分とするタウタンパク質の凝集抑制剤や、かかるタウタンパク質の凝集抑制剤を含有するタウタンパク質の凝集に起因する神経変性疾患の予防又は治療用医薬に関する。 The present invention relates to a tau protein aggregation inhibitor containing phorbol ester as an active ingredient, and a pharmaceutical for preventing or treating neurodegenerative diseases caused by tau protein aggregation containing such a tau protein aggregation inhibitor.

認知症患者の増加は先進国を中心とした世界的な医療問題である。日本でも今後の認知症患者の急激な増加が予想されており、20年以内に350万人に達することや、65歳以上の有病率が10%以上に上ることが懸念されている。この認知症の患者のうち、およそ7割はアルツハイマー病(Alzheimer‘s disease)の患者である。 The increase in dementia patients is a global medical problem centered on developed countries. The number of dementia patients is expected to increase rapidly in Japan as well, and there are concerns that the number will reach 3.5 million within 20 years and that the prevalence of people aged 65 and over will rise to 10% or more. Approximately 70% of patients with this dementia are patients with Alzheimer's disease.

アルツハイマー病に関与するタンパク質として、タウタンパク質とベータアミロイドタンパク質が知られている。タウタンパク質は、神経細胞内に存在し、微小管に結合する55〜60kDのタンパク質である。かかるタウタンパク質が異常にリン酸化するとタウタンパク質の凝集体が形成され、神経原繊維変化と称される病変を生じる。一方、ベータアミロイドタンパク質は神経細胞外に存在し、凝集することで老人班と称される病変を生じる。 Tau protein and beta-amyloid protein are known as proteins involved in Alzheimer's disease. Tau protein is a 55-60 kD protein that resides in nerve cells and binds to microtubules. Abnormal phosphorylation of such tau protein results in the formation of tau protein aggregates, resulting in lesions called neurofibrillary tangles. On the other hand, beta-amyloid protein exists outside nerve cells and aggregates to cause lesions called amyloid plaques.

これまでの基礎研究からはベータアミロイド説が主流だったため、ベータアミロイドに対する抗体の樹立に基づくワクチン療法(AN―1792)や、ベータアミロイドを産生する酵素の阻害剤(ガンマ−セクレターゼ阻害剤:Semagacestat)等の開発が進められてきた。しかしながら、老人斑が減少又は消失するにもかかわらず、前者のワクチン療法では認知機能の障害は進行し、後者の酵素阻害剤に至っては認知機能がより低下するという結果になってしまった。 Since the beta-amyloid theory has been the mainstream from the basic research so far, vaccine therapy based on the establishment of antibodies against beta-amyloid (AN-1792) and inhibitors of beta-amyloid-producing enzymes (gamma-secretase inhibitor: Semagacestat) Etc. have been developed. However, despite the reduction or disappearance of amyloid plaque, the former vaccine therapy resulted in progressive impairment of cognitive function, and the latter enzyme inhibitor resulted in further decline in cognitive function.

上記以外にも、これまでに神経変性疾患に対して様々な治療薬が開発されているが、実際に治療に使われているものはすべて対処療法のものであり、根治につながる治療薬の開発に成功していない。神経変性疾患はほぼすべてがアンメット・メディカル・ニーズであり、特に、アルツハイマー病においては、治療満足度、治療に対する薬剤の貢献度がいずれもワースト1の疾患に認定されている(非特許文献1参照)。そこで近年、タウタンパク質をターゲットとした認知症予防薬の開発がより進められている。 In addition to the above, various therapeutic agents have been developed for neurodegenerative diseases, but all of them actually used for treatment are symptomatic treatments, and development of therapeutic agents that lead to curative treatment. Has not been successful. Almost all neurodegenerative diseases are unmet medical needs, and in particular, in Alzheimer's disease, both treatment satisfaction and drug contribution to treatment are recognized as the worst 1 diseases (see Non-Patent Document 1). ). Therefore, in recent years, the development of dementia preventive drugs targeting tau protein has been further promoted.

ところで、ホルボールエステルは、ジテルペンのチグリアンファミリーの天然の植物由来有機化合物であり、東南アジア原産のトウダイグサ科の葉状灌木であるクロトンチグリウム(Croton tiglium)の種に由来するクロトン油の加水分解生成物として、1934年に初めて単離されたものである。ホルボールの中で、ホルボール−12−ミリステート−13−アセテート(PMA)は、複数の細胞系及び初代細胞における分化及び/又はアポトーシスの誘発因子と考えられており、悪性腫瘍や白血病、HIV、パーキンソン病等の治療剤として用いることが開示されている(特許文献1、2参照)。しかしながら、かかるホルボールエステルとタウタンパク質の凝集との関係はこれまで知られていなかった。 By the way, phorbol ester is a natural plant-derived organic compound of the diterpene Tiglium family, and hydrolyzate production of croton oil derived from the seed of Croton tiglium, which is a foliar shrub of the family Croton tiglium native to Southeast Asia. It was first isolated in 1934 as a thing. Among the phorbols, phorbol-12-millistate-13-acetate (PMA) is considered to be a inducer of differentiation and / or apoptosis in multiple cell lines and primary cells, including malignancies, leukemia, HIV, and Parkinson. It is disclosed that it is used as a therapeutic agent for diseases and the like (see Patent Documents 1 and 2). However, the relationship between such phorbol ester and tau protein aggregation has not been known so far.

特表2015−513315号公報Special Table 2015-513315 特開2016−056192号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-056192

JPMA New Letter No.140(2010/2011)JPMA New Letter No.140 (2010/2011)

上述のように、これまでに神経変性疾患に対して様々な治療薬が開発されているが、実際に治療に使われているものはすべて対処療法のものであり、根治につながる治療薬の開発に成功していない。そこで本発明の課題は、アルツハイマー病や前頭側頭型認知症の原因とるタウタンパク質の凝集を抑制する剤を提供することにある。 As mentioned above, various therapeutic agents have been developed for neurodegenerative diseases, but all of them are actually treated as symptomatic treatments, and development of therapeutic agents that lead to curative treatment. Has not been successful. Therefore, an object of the present invention is to provide an agent that suppresses the aggregation of tau protein that causes Alzheimer's disease and frontotemporal dementia.

本発明者は、まず認知機能障害の研究を進める中で、熱ショック転写因子Heat Shock Transcription Factor 1(HSF1)がタウタンパク質の凝集に関与することを見出した。そこでさらに研究を進め、HSF1の活性化に関与する物質を発明者らの経験と勘に基づき網羅的に調べたところ、ホルボール12−ミリスタート13−アセタートによりタウタンパク質の凝集を抑制可能であることを見出し、本発明を完成した。 The present inventor first found that the heat shock transcription factor Heat Shock Transcription Factor 1 (HSF1) is involved in the aggregation of tau protein in the course of research on cognitive dysfunction. Therefore, we proceeded with further research and comprehensively investigated the substances involved in the activation of HSF1 based on the experience and intuition of the inventors. The present invention was completed.

すなわち、本発明は、以下に示すとおりのものである。
(1)ホルボールエステルを有効成分とするタウタンパク質の凝集抑制剤。
(2)ホルボールエステルが、ホルボール12−ミリスタート13−アセタートであることを特徴とする上記(1)記載のタウタンパク質の凝集抑制剤。
(3)上記(1)又は(2)記載のタウタンパク質の凝集抑制剤を含有するタウタンパク質の凝集に起因する神経変性疾患の予防又は治療用医薬。
(4)神経変性疾患が、前頭側頭型認知症又はアルツハイマー病であることを特徴とする上記(3)記載の予防又は治療用医薬。
That is, the present invention is as shown below.
(1) A tau protein aggregation inhibitor containing phorbol ester as an active ingredient.
(2) The tau protein aggregation inhibitor according to (1) above, wherein the phorbol ester is phorbol 12-millistart 13-acetate.
(3) A drug for preventing or treating a neurodegenerative disease caused by aggregation of tau protein containing the tau protein aggregation inhibitor according to (1) or (2) above.
(4) The prophylactic or therapeutic drug according to (3) above, wherein the neurodegenerative disease is frontotemporal dementia or Alzheimer's disease.

本発明により、タウタンパク質の凝集を抑制することが可能となる。また、タウタンパク質の凝集を抑制することにより、タウタンパク質の凝集に起因する神経変性疾患の予防又は治療を行うことが可能となる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, aggregation of tau protein can be suppressed. Further, by suppressing the aggregation of tau protein, it becomes possible to prevent or treat the neurodegenerative disease caused by the aggregation of tau protein.

変異型タウタンパク質導入細胞の蛍光顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence micrograph of the mutant tau protein-introduced cell. 図2(a)は、活性型HSF1の各濃度で処理した場合の凝集体を生じた細胞の割合を示す図である。図2(b)は、活性型HSF1の各濃度で処理した細胞のウェスタンブロット解析の結果を示す図である。FIG. 2A is a diagram showing the proportion of cells that produced aggregates when treated at each concentration of active HSF1. FIG. 2B is a diagram showing the results of Western blot analysis of cells treated at each concentration of active HSF1. pEGFP−N1−tauR406Wアデノウイルスベクター添加と同時にPMAをNeuro−2a培養培地に加えた場合の、凝集体を生じた細胞の割合を示す図である。It is a figure which shows the ratio of the cell which formed the aggregate when PMA was added to Neuro-2a culture medium at the same time as the addition of pEGFP-N1-tauR406W adenovirus vector. pEGFP−N1−tauR406Wアデノウイルスベクター添加から6時間後にPMAをNeuro−2a培養培地に加えた場合の、凝集体を生じた細胞の割合を示す図である。It is a figure which shows the ratio of the cell which formed the aggregate when PMA was added to the Neuro-2a culture medium 6 hours after the addition of pEGFP-N1-tauR406W adenovirus vector.

本発明のタウタンパク質の凝集抑制剤としては、ホルボールエステルを有効成分として含有していれば特に制限されず、ここで、タウタンパク質とは、神経細胞内に存在し、微小管に結合する55〜60kDのタンパク質である。かかるタウタンパク質が異常にリン酸化することによってタウタンパク質の凝集体が形成される。 The tau protein aggregation inhibitor of the present invention is not particularly limited as long as it contains phorbol ester as an active ingredient. Here, tau protein exists in nerve cells and binds to microtubules55. It is a protein of ~ 60 kD. Abnormal phosphorylation of such tau protein forms aggregates of tau protein.

本発明の他の態様としては、(1)ホルボールエステルを対象に投与することを特徴とするタウタンパク質の凝集抑制方法や、(2)タウタンパク質の凝集抑制剤として使用するための、ホルボールエステルや、(3)ホルボールエステルの、タウタンパク質の凝集抑制剤の調製における使用を挙げることができる。 Other aspects of the present invention include (1) a method for suppressing tau protein aggregation, which comprises administering phorbol ester to a subject, and (2) phorbol for use as a tau protein aggregation inhibitor. Examples thereof include the use of esters and (3) phorbol esters in the preparation of tau protein aggregation inhibitors.

本発明において、ホルボールエステルとは、ホルボールの酸エステルであれば特に制限されず、ホルボール12−ミリスタート13−アセタート(PMA)、ホルボール12,13−ジブチレート、ホルボール12,13−ジデカノエート、ホルボール13−ブチレート、ホルボール12−デカノエート、ホルボール13−デカノエート、ホルボール12,13−ジアセタート、ホルボール13,20−ジアセタート、ホルボール12,13−ジベンゾアート、ホルボール12,13−ジヘキサノエート、ホルボール12,13−ジプロピオネート、ホルボール12−ミリステート、ホルボール13−ミリステート、ホルボール12,13,20−トリアセタート、12−デオキシホルボール13−アンゲレート、12−デオキシホルボール13−アンゲレート20‐アセタート、12−デオキシホルボール13−イソブチレート、12−デオキシホルボール13−イソブチレート20−アセタート、12−デオキシホルボール13−フェニルアセタート、12−デオキシホルボール13−フェニルアセタート20−アセタート、12−デオキシホルボール13−テトラデカノエート、ホルボール12−チグリエート13−デカノエート、12−デオキシホルボール13−アセタート、ホルボール12−アセタート、ホルボール13−アセタート等を挙げることができ、PMAを好適に挙げることができる。PMAはクロトン油などの天然植物から調製することや、化学的に合成することや、市販品を購入することによって得ることが可能である。 In the present invention, the phorbol ester is not particularly limited as long as it is an acid ester of phorbol, and horbol 12-millimeter start 13-acetate (PMA), horbol 12,13-dibutyrate, horbol 12,13-didecanoate, horbol. 13-Buchilate, Phorbol 12-decanoate, Phorbol 13-decanoate, Phorbol 12,13-Diacetate, Phorbol 13,20-Diacetate, Phorbol 12,13-Dibenzoate, Phorbol 12,13-Dihexanoate, Phorbol 12,13-dipropionate, Phorbol 12-Millistate, Phorbol 13-Millistate, Phorbol 12, 13, 20-Triacetate, 12-Deoxy Phorbol 13-Angelate, 12-Deoxy Phorbol 13-Angelate 20-Acetate, 12-Deoxy Phorbol 13-Isobutyrate , 12-Deoxyphorbol 13-isobutyrate 20-acetate, 12-deoxyphorbol 13-phenylacetate, 12-deoxyphorbol 13-phenylacetate 20-acetate, 12-deoxyphorbol 13-tetradecanoate, Phorbol 12-Tigrate 13-decanoate, 12-deoxyphorbol 13-acetate, Phorbol 12-assetate, Phorbol 13-assetate and the like can be mentioned, and PMA can be preferably mentioned. PMA can be obtained by preparing from natural plants such as croton tiglium, chemically synthesizing it, or purchasing a commercial product.

本発明のタウタンパク質の凝集に起因する神経変性疾患の予防又は治療用医薬としては、上記本発明のタウタンパク質の凝集抑制剤を含んでいれば特に制限されず、ここで、タウタンパク質の凝集に起因する神経変性疾患とは、神経細胞内においてタウタンパク質の凝集によって認知機能が低下する疾患を意味する。かかる神経変性疾患としては、アルツハイマー病、前頭側頭型認知症(FTDtenfrontotemporal lobar dengeration)、ダウン症候群を挙げることができ、アルツハイマー病又は前頭側頭型認知症を好適に挙げることができる。前頭側頭型認知症(FTDL)は、臨床病型として主にFTLD−tau、FTLD−TDP、及びFTLD−FUSに分類され、FTLD−Ttauにはピック病、FTLD−17、皮質基底核変性症(CBD)、進行性核上性麻痺(PSP)、嗜銀顆粒性認知症(AGD)、神経原線維変化型老年認知症(SD−NFT)、MSTD、WMT−GGIが含まれ、FTLD−TDPにはFTD−MND、FTD−TDPが含まれ、FTLD−FUSにはatypical FTLD−U、BIBD、NIFIDが含まれる。 The pharmaceutical for preventing or treating a neurodegenerative disease caused by the aggregation of tau protein of the present invention is not particularly limited as long as it contains the above-mentioned agent for suppressing the aggregation of tau protein of the present invention. The resulting neurodegenerative disease means a disease in which cognitive function is impaired due to aggregation of tau protein in nerve cells. Examples of such neurodegenerative diseases include Alzheimer's disease, frontotemporal dementia, and Down's syndrome, and Alzheimer's disease or frontotemporal dementia can be preferably mentioned. Frontotemporal dementia (FTDL) is mainly classified into FTLD-tau, FTLD-TDP, and FTLD-FUS as clinical types, and FTLD-Ttau includes Pick's disease, FTLD-17, and cortical basal nuclear degeneration. (CBD), progressive supranuclear palsy (PSP), silvery granule dementia (AGD), neurofibrillary senile dementia (SD-NFT), MSTD, WMT-GGI, FTLD-TDP Includes FTD-MND, FTD-TDP, and FTLD-FUS includes axial FTLD-U, BIBD, and NIFID.

本発明のタウタンパク質の凝集抑制剤や、本発明のタウタンパク質の凝集に起因する神経変性疾患の予防又は治療用医薬には、製剤化のために通常使用され薬学的に許容される賦形剤、結合剤、滑沢剤、崩壊剤、防腐剤、等張化剤、安定化剤、分散剤、酸化防止剤、着色剤、香味剤、緩衝剤等の添加物を含んでいてもよい。製剤の剤型としては散剤、顆粒剤等の固形製剤であってもよい。 The tau protein aggregation inhibitor of the present invention and the pharmaceutical for preventing or treating neurodegenerative diseases caused by the aggregation of tau protein of the present invention are pharmaceutically acceptable excipients usually used for formulation. , Binding agents, lubricants, disintegrants, preservatives, tonicity agents, stabilizers, dispersants, antioxidants, colorants, flavoring agents, buffers and the like may be included. The dosage form of the preparation may be a solid preparation such as a powder or a granule.

本発明の神経変性疾患の予防又は治療医薬の投与方法としては、所望の神経変性疾患の予防又は治療効果が得られる限り特に制限されず、静脈内投与、経口投与、筋肉内投与、皮下投与、経皮投与、経鼻投与、経肺投与等を挙げることができる。また、本発明の神経変性疾患の予防又は治療医薬の投与量は特に制限されず、被検者や被検動物の体調、病状、体重、年齢、性別等によって適宜調整することができる。1日あたりの投与量は、上記の投与方法のうちいずれを用いるかによって異なるが、感受性の違いを踏まえ、10〜500μg、好ましくは20〜100μg、より好ましくは40〜60μgを挙げることができる。さらに、本発明の神経変性疾患の予防又は治療医薬を他の神経変性疾患の予防又は治療医薬と併用してもよい。本発明の神経変性疾患の予防又は治療医薬の投与回数や投与期間等も特に制限されず、1日あたりの投与量を1日1回又は数回に分けて投与することもできる。また投与対象の細胞、組織の由来や生体は特に制限されず、好ましくは哺乳類であり、例えばヒト、サル、ウシ、ウマ、ヒツジ、ブタ、イヌ、ネコ、ラット、マウス、ハムスター等を例示することができ、好ましくはヒトを例示することができる。なお、PMAはすでに白血病、特に急性骨髄性白血病の治療に用いられており、例えば白血病の治療においては、患者から取り出した白血球をPMA20μM及びイオノマイシンで処理したのち、患者の体内に戻す治療が定着している。 The method for administering the drug for preventing or treating a neurodegenerative disease of the present invention is not particularly limited as long as the desired preventive or therapeutic effect on the neurodegenerative disease can be obtained, and is intravenous administration, oral administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, etc. Percutaneous administration, nasal administration, transpulmonary administration and the like can be mentioned. In addition, the dose of the preventive or therapeutic drug for the neurodegenerative disease of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately adjusted according to the physical condition, medical condition, body weight, age, sex, etc. of the subject or the subject animal. The daily dose varies depending on which of the above administration methods is used, but based on the difference in sensitivity, 10 to 500 μg, preferably 20 to 100 μg, and more preferably 40 to 60 μg can be mentioned. Furthermore, the preventive or therapeutic agent for a neurodegenerative disease of the present invention may be used in combination with another preventive or therapeutic agent for a neurodegenerative disease. The number of times of administration and the administration period of the preventive or therapeutic drug for the neurodegenerative disease of the present invention are not particularly limited, and the daily dose can be administered once or divided into several times a day. The origin and living body of the cells and tissues to be administered are not particularly limited, and are preferably mammals, and examples thereof include humans, monkeys, cows, horses, sheep, pigs, dogs, cats, rats, mice, and hamsters. And preferably humans can be exemplified. PMA has already been used for the treatment of leukemia, especially acute myeloid leukemia. For example, in the treatment of leukemia, treatment of leukocytes taken out from a patient with PMA 20 μM and ionomycin and then returned to the patient's body has become established. ing.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの
例示に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

<1.変異型タウタンパク質導入細胞の作製>
タウタンパク質の凝集抑制効果を解析するために、まずはタウタンパク質が凝集するモデル(細胞)を作製した。
<1. Preparation of mutant tau protein-introduced cells>
In order to analyze the aggregation inhibitory effect of tau protein, first, a model (cell) in which tau protein aggregates was prepared.

(タウ遺伝子クローニング)
DMEM培地(ウシ胎児血清(FBS)10%及び抗生物質のペニシリンとストレプトマイシンを含む)で培養したヒト子宮頸がん細胞株のHeLa細胞からゲノムDNAを抽出し、PCR法によってヒトのタウタンパク質をコードするcDNAを得た。PCRに用いたフォワードプライマーの塩基配列を配列番号1に、リバースプライマーの塩基配列を配列番号2に、得られたcDNAの塩基配列を配列番号3に示す。得られたcDNAをテンプレートとして、PCR法を用いて、タウタンパク質の406番目のアミノ酸であるアルギニンがトリプトファンに置き換わるように塩基の置換を行い、ヒトの変異型タウタンパク質をコードするcDNAを得た。置換のためのPCRに用いたフォワードプライマーの塩基配列を配列番号4に、リバースプライマーの塩基配列を配列番号5に示す。PCR産物は、cDNAの塩基配列を調べて正しく変異が入っていることを確認した。かかるヒトの変異型タウタンパク質をコードするcDNAをpEGFP−N1ベクターに組み込み、pEGFP−N1−tauR406Wベクターを作製し、前記cDNAのC末端側に緑色蛍光タンパク質(GFP)のcDNAをつなげ、GFPの蛍光によって可視化出来るタウタンパク質が発現するようにした。さらに上記pEGFP−N1−tauR406WベクターをpShuttle−CMVベクター、次いでAd−Easyベクターに組み込み、HEK293細胞で発現させ、上清及び細胞を回収してpEGFP−N1−tauR406Wアデノウイルスベクターを作製した。なお、配列番号3における1240番目の塩基は正常型では「c」であるが、これが「t」に変わることによってタウタンパク質の406番目のアミノ酸のアルギニン(R)がトリプトファン(W)に変化し(R406W:タウタンパク質はアイソフォームが6種類知られており、慣例によりアミノ酸番号は441アミノ酸型最長アイソフォームに準じる)、前頭側頭型認知症(FTDL)の原因となる。
(Tau gene cloning)
Genomic DNA was extracted from HeLa cells of a human cervical cancer cell line cultured in DMEM medium (containing 10% fetal bovine serum (FBS) and antibiotics penicillin and streptomycin), and human tau protein was encoded by PCR. Obtained the cDNA to be used. The nucleotide sequence of the forward primer used for PCR is shown in SEQ ID NO: 1, the nucleotide sequence of the reverse primer is shown in SEQ ID NO: 2, and the nucleotide sequence of the obtained cDNA is shown in SEQ ID NO: 3. Using the obtained cDNA as a template, the base was substituted so that arginine, which is the 406th amino acid of tau protein, was replaced with tryptophan, and a cDNA encoding a human mutant tau protein was obtained. The nucleotide sequence of the forward primer used for PCR for substitution is shown in SEQ ID NO: 4, and the nucleotide sequence of the reverse primer is shown in SEQ ID NO: 5. The PCR product was confirmed to contain the correct mutation by examining the nucleotide sequence of the cDNA. The cDNA encoding the human mutant tau protein was incorporated into the pEGFP-N1 vector to prepare a pEGFP-N1-tauR406W vector, and the cDNA of green fluorescent protein (GFP) was linked to the C-terminal side of the cDNA to fluoresce the GFP. The tau protein that can be visualized by is expressed. Further, the above pEGFP-N1-tauR406W vector was incorporated into a pShuttle-CMV vector and then an Ad-Easy vector, expressed in HEK293 cells, and the supernatant and cells were collected to prepare a pEGFP-N1-tauR406W adenovirus vector. The 1240th base in SEQ ID NO: 3 is "c" in the normal form, but when this is changed to "t", the 406th amino acid arginine (R) of tau protein is changed to tryptophan (W) ( R406W: Six types of tau protein are known, and the amino acid number conforms to the longest isoform of 441 amino acids by convention), which causes frontotemporal dementia (FTDL).

(細胞培養)
直径6cmの培養皿に上記DMEM培地4mLとマウス神経芽細胞Neuro−2a細胞1×10個を入れ、一晩培養した。
(Cell culture)
4 mL of the above DMEM medium and 1 × 10 6 mouse neuroblast Neuro-2a cells were placed in a culture dish having a diameter of 6 cm and cultured overnight.

(Neuro−2aの分化)
細胞を入れて24時間培養したNeuro−2aの培養液を2%のFBSと20μMのレチノイン酸を含む培地に交換し、72時間培養した。
(Differentiation of Neuro-2a)
The culture medium of Neuro-2a in which the cells were placed and cultured for 24 hours was replaced with a medium containing 2% FBS and 20 μM retinoic acid, and cultured for 72 hours.

<2.変異型タウタンパク質の凝集体形成>
pEGFP−N1−tauR406Wアデノウイルスベクターを、分化したNeuro−2aの培地に加えて6時間感染させた。得られた変異型タウタンパク質導入細胞の蛍光顕微鏡写真を図1に示す。
<2. Aggregation of mutant tau protein>
The pEGFP-N1-tauR406W adenovirus vector was added to the differentiated Neuro-2a medium and infected for 6 hours. A fluorescence micrograph of the obtained mutant tau protein-introduced cells is shown in FIG.

図1に示すように、変異型タウタンパク質は培養神経芽細胞において凝集体を形成することが明らかとなった。 As shown in FIG. 1, it was revealed that the mutant tau protein forms aggregates in cultured neuroblasts.

<活性型HSF1による凝集抑制>
分化したNeuro−2a培養培地に上記変異型タウタンパク質導入細胞を培養してから6時間後に、発明者らが作製したアデノウイルスで発現する活性化型HSF1(Ad−HSF1 RDT:Nakai et al., EMBO J 19:1545-1554(2000))をそれぞれ0、2.0、8.0、20.0×10pfu/mLの濃度となるように加えて24時間培養した。さらに、培養後の細胞を遠心分離にて回収してペレットにしたのち、NP40(ナカライ社製)を含む緩衝液で破砕し、変異タウタンパク質溶液を作製した後、発明者らが作製した抗HSF1抗体HSF1j(Fujimoto et al., Molecular Cell 48:182-194(2012))、抗GFP抗体(ナカライ社製)、及び抗ベータアクチン抗体(Sigma-aldrich社製)を用いて可溶性のタウタンパク質及び不溶化して細胞内に沈殿したタウタンパク質の量を検出した。さらに、これらの細胞を回収し、同時に、ウェスタンブロットをそれぞれの細胞を用いて行い、可溶性のタウタンパク質及び不溶化して細胞内に沈殿したタウタンパク質の量を比較した。結果を図2に示す。
<Agglutination suppression by active HSF1>
Activated HSF1 (Ad-HSF1 RDT: Nakai et al., Expressed in the adenovirus prepared by the inventors 6 hours after culturing the above-mentioned mutant tau protein-introduced cells in the differentiated Neuro-2a culture medium. EMBO J 19: 1545-1554 (2000)) was added to a concentration of 0, 2.0, 8.0, 20.0 × 10 6 pfu / mL, respectively, and cultured for 24 hours. Further, the cultured cells were collected by centrifugation and pelletized, and then crushed with a buffer solution containing NP40 (manufactured by Nakarai Co., Ltd.) to prepare a mutant tau protein solution, and then the anti-HSF1 prepared by the inventors. Soluble tau protein and insolubilization using antibody HSF1j (Fujimoto et al., Molecular Cell 48: 182-194 (2012)), anti-GFP antibody (manufactured by Nakarai), and anti-betaactin antibody (manufactured by Sigma-aldrich). The amount of tau protein precipitated in the cells was detected. In addition, these cells were harvested and at the same time Western blots were performed on each cell to compare the amount of soluble tau protein and insolubilized and intracellularly precipitated tau protein. The results are shown in FIG.

図2(a)は、培養後の凝集体を有する細胞の割合を調べた結果であり、図2(b)はウェスタンブロット解析の結果である。図2(a)の結果により、活性型HSF1の濃度が高まるにつれて、細胞内のヒト変異タウタンパク質の凝集が抑制されることが、図2(b)の結果により、活性型HSF1の濃度が高まるにつれて不溶性のヒト変異タウタンパク質が減少していることが明らかとなった。 FIG. 2A is the result of examining the proportion of cells having aggregates after culturing, and FIG. 2B is the result of Western blot analysis. According to the result of FIG. 2 (a), the aggregation of the human mutant tau protein in the cell is suppressed as the concentration of active HSF1 increases, and the result of FIG. 2 (b) increases the concentration of active HSF1. As a result, it became clear that the insoluble human mutant tau protein decreased.

<PMAによる凝集抑制>
上記図2の結果より、活性型HSF1がヒト変異タウタンパク質の凝集と関与することが明らかとなった。そこで本発明者は、HSF1の上流又は下流の経路に関与する膨大な因子の中にタウタンパク質の凝集を抑制する物質があるのではないかと考え、発明者の長年の経験と勘に基づき化合物を絞り込み、PMAがヒトタウタンパク質の凝集と関与するのではないかと考え、PMAによる凝集抑制効果を調べた。
<Agglutination suppression by PMA>
From the results shown in FIG. 2 above, it was clarified that the active HSF1 is involved in the aggregation of human mutant tau protein. Therefore, the present inventor suspects that there is a substance that suppresses the aggregation of tau protein among the enormous factors involved in the upstream or downstream pathway of HSF1, and based on the inventor's many years of experience and intuition, the compound was prepared. After narrowing down, we considered that PMA might be involved in the aggregation of human tau protein, and investigated the aggregation inhibitory effect of PMA.

(PMAの添加)
DMSO(ジメチルスルホキシド)に溶解したPMA(Sigma-Aldrich社製)を終濃度20μMになるように、pEGFP−N1−tauR406Wアデノウイルスベクター添加と同時に、又は、ベクター添加から6時間後に分化したNeuro−2a培養培地へ加えた。PMAを加えないコントロールとして、体積が同量となるようにDMSOを加えた。
(Addition of PMA)
Neuro-2a differentiated at the same time as the addition of pEGFP-N1-tauR406W adenovirus vector or 6 hours after the vector addition so that PMA (manufactured by Sigma-Aldrich) dissolved in DMSO (dimethyl sulfoxide) has a final concentration of 20 μM. It was added to the culture medium. As a control without PMA, DMSO was added so that the volume was the same.

(PMAの効果の判定)
蛍光を指標にして変異型タウタンパク質を発現した細胞を数え、次いで、その内、細胞内に凝集体を生じている細胞の数を数えた。さらに、PMAを添加していない細胞と添加した細胞の両方で、凝集体を生じた細胞の割合を比較した。pEGFP−N1−tauR406Wアデノウイルスベクター添加と同時にPMAをNeuro−2a培養培地に加えた場合の結果を図3に、pEGFP−N1−tauR406Wアデノウイルスベクター添加から6時間後にPMAを培地に加えた場合の結果を図4に示す。
(Judgment of the effect of PMA)
The cells expressing the mutant tau protein were counted using fluorescence as an index, and then the number of cells forming aggregates in the cells was counted. In addition, the percentage of cells that produced aggregates was compared between cells without PMA and cells with PMA added. The results of adding PMA to the Neuro-2a culture medium at the same time as the addition of the pEGFP-N1-tauR406W adenovirus vector are shown in FIG. 3, when PMA was added to the medium 6 hours after the addition of the pEGFP-N1-tauR406W adenovirus vector. The results are shown in FIG.

図3に示すように、pEGFP−N1−tauR406Wアデノウイルスベクター添加と同時にPMAを培地に加えた場合も、図4に示すようにpEGFP−N1−tauR406Wアデノウイルスベクター添加から6時間後にPMAを培地に加えた場合にも、凝集体を生じた細胞の割合が減少していた。したがって、PMAにより、タウタンパク質の凝集を抑制することや、タウタンパク質の凝集を分解することが可能であることが明らかとなった。なお、通常PMAはイオノマイシンと併用して特定のタンパク質を刺激する場合に用いられていたが、図3、4の結果から、イオノマイシンと併用せずにPMA単独であってもタウタンパク質の凝集抑制効果があることが明らかとなった。 As shown in FIG. 3, when PMA was added to the medium at the same time as the addition of the pEGFP-N1-tauR406W adenovirus vector, the PMA was added to the medium 6 hours after the addition of the pEGFP-N1-tauR406W adenovirus vector as shown in FIG. When added, the proportion of cells that produced aggregates was also reduced. Therefore, it was clarified that PMA can suppress the aggregation of tau protein and decompose the aggregation of tau protein. In addition, PMA was usually used when stimulating a specific protein in combination with ionomycin, but from the results shown in FIGS. It became clear that there is.

タウタンパク質が凝集すると、神経原線維変化と呼ばれる構造物を形成し、これが神経細胞死を引き起こし、この神経細胞死が、アルツハイマー病や前頭側頭型認知症に代表される神経変性疾患および認知症を引き起こすことが多くの研究から示されている。上記図3、4の結果より、PMAを用いれば、タウタンパク質の凝集の抑制だけでなく分解も可能である。したがって、本発明のPMAを用いることにより、アルツハイマー病等の神経変性疾患の予防又は治療、好ましくは予防及び治療をすることが可能となる。 When tau protein aggregates, it forms a structure called neurofibrillary tangle, which causes neuronal cell death, which is a neurodegenerative disease and dementia represented by Alzheimer's disease and frontotemporal dementia. Many studies have shown that it causes. From the results shown in FIGS. 3 and 4, PMA can be used not only to suppress the aggregation of tau protein but also to decompose it. Therefore, by using the PMA of the present invention, it is possible to prevent or treat, preferably prevent and treat, neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease.

本発明は、アルツハイマー病や前頭側頭型認知症等の神経変性疾患の治療又は予防分野で利用可能である。 The present invention can be used in the field of treatment or prevention of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease and frontotemporal dementia.

Claims (2)

ホルボールエステルを有効成分とするタウタンパク質の凝集に起因する前頭側頭型認知症の予防又は治療用医薬。A drug for preventing or treating frontotemporal dementia caused by aggregation of tau protein containing phorbol ester as an active ingredient. ホルボールエステルが、ホルボール12−ミリスタート13−アセタートであることを特徴とする請求項1記載の前頭側頭型認知症の予防又は治療用医薬。 The pharmaceutical agent for preventing or treating frontotemporal dementia according to claim 1, wherein the phorbol ester is phorbol 12-millistart 13-acetate.
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