複数のタンパク質の凝集抑制に効果を発揮するGIF化合物(Novel oxindole compounds inhibit the aggregation of amyloidogenic
proteins associated with neurodegenerative diseases)

鎌足雄司1,2,3,4, 小畠結4,5, 森田洋子2, 古田享史6

1.岐阜大学・糖鎖生命コア研究所, 2.岐阜大学・高等研究院・科学研究基盤センター, 3.岐阜大学・大学院連合創薬医療情報研究科, 4.岐阜大学・One Medicineトランスレーショナルリサーチセンター,
5.岐阜大学・応用生物科学部・共同獣医学科, 6.岐阜大学・工学部.

概要
診療⼿段：医薬品、動物⽤医療, ステージ：in vivo 検証前
対象疾患：筋萎縮性側索硬化症(ALS)、プリオン病等の神経変性疾患創薬（技術）コンセプト
我々は、岐⾩⼤学発のオキシインドール化合物であるGIF化合物が、タンパク質凝集体と相互作⽤し、複数のタンパク質の凝集抑制に効果を発揮するという新たなカテゴリーの凝集抑制化合物であることを⽰した(論⽂1)。また、この化合物は、⼩胞体ストレス誘導によるタンパク質凝集を抑制し、さらに⼩胞体ストレス誘導細胞死を抑制することを⽰した(論⽂2)。
複数のタンパク質の凝集抑制に効果を発揮する新たなカテゴリーの化合物として、ヒトや動物の神経変性疾患の治療薬を⽬指している。

研究内容

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in progress…
NMe



neurodegenerative diseasesin progress…

GIF-0826-r

Inhibition of amyloid fibril
formation of canine SOD1 protein
2

Me



ONH



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Thioflavin T assay

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NMe2MeGIF-0825-r
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NMe2Me



G N 8 (2 4 .5 )GIF-0827-r

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Q u in a c rin e (to x ic )GIF-0873-r

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E p ig a llo -c a te c h in g a lla te

異常型構造と相互作用し、複数のタンパク質の凝集抑GIF-0854-r
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制に効果を発揮
NMe2





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65歳以上のAD罹患者は、2050年までに3倍になることが予測される。

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ほとんど全ての化合物(特に緑の化合物)が、アミロイド線維形成を抑制。
a-synTEM

ヒトALSに対応する犬の神経変性疾患

Degenerative myelopathy (DM)IC50=19.8µM

IC50=15.8µM
P e n to s a n p o ly s u lfa te
C o n g o re d (3 9 .6 )形 態 は 変 わ ら な い が 、線 維 の 量 は 減 少Inhibition of aggregate formationof canine SOD1 protein in cell

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NHStage 2Stage 3

T h o m p s o n 0 2 (8 1 .8 )GIF-0851-r

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ONMeN 2
H

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N
H

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Stage 4

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



Tunicamycin
150

O

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細胞内のSOD1凝集による輝点小胞体ストレスにより誘導される細胞死の抑制

NMe2BrON
H

小胞体ストレスにより誘導されるタンパク質凝集の抑制

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NMe2

BrOMe



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NMe2

Me

• DM can be a naturally occurring animal model for human ALS

E d a ra v o n e d e riv .1 3 (9 3 .0 )⼩胞体ストレス誘導細胞死を抑制



細胞内での凝集実験。緑色蛍光タンパク質(GFP)をつけたSOD1を細胞内
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GIF-0825-rで発現させる。凝集が起こると緑色の輝点が現れる。
GIF-0726-r• Aggregates of mutant SOD1 proteins in neurons and glial cells(E40K, T18S)

in progress…
in progress…

• No effective treatment

C P -6 0 (9 4 .3 )FK506 -> Nakagaki et al., 2013

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



Cell death (%)• Late onset of neurological signs(P P S ) (N D )

10050

0

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ConGtrIFo
G 085 No l
IF 2 ne
G 085 -r (IF 2 25
G 085 -r ( )IF 4 50
G 085 -r ( )IF 4 10
G 085 -r ( )IF 6 25
G 085 -r ( )IF 6 10
G 089 -r ( )IF 0 25-0 -r )89 (10- 0)r(25)• Progressive and fatal neurodegenerative disease

Stage 1GIF

(E G C G ) (6 3 .8 )G J P 4 9 (4 7 .4 )

Br

NH



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GIF-0OONH
R12

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ONH



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DMSO



in progress…



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2
NMeBr

O
N
H

凝集抑制機構Classification of anti-prion
compounds
Mechanism V



NMe2

BrO

NH


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Cell death (%)

150

GIF compounds

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100

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50

00

Arrow head shows aggregates of SOD1. Scale bar = 10 µm

岐阜大学工学部・古田享史, 森田洋子: オキシインドール化合物(GIF化合物)が、酸化ストレスおよび小胞体ストレスを緩和し神経細胞死を抑制することを報告。今回、これらの化合物の凝集を阻害する能力を評価。

細胞内でも凝集抑制。

GIF-0890-r interacted withaggregated protein
NMR spectroscopy

イヌSOD1タンパク質存在下でのGIF化合物(GIF0890-r)のNMR信号

一般に、小分子のNMRスペクトルは鋭いNMR信号を示すが、小分子がタンパク質に結合すると、小分子の信号は広幅化しピークの高さは小さくなる。凝集したSOD1を含む試料中のGIF-0890-rのNMR信号(青)は、天然状態のSOD1を含むもの(黄)やGIF-0890-rのみのもの(赤)と比較して広幅化し、ピークの高さは小さくなった。

510152025Concentration (μM)

Conclusion: GIF compounds
inhibited the aggregation ofmultiple amyloidogenic proteins
1. 岐阜大学発のオキシインドール化合物であるGIF化合物が、イヌDMの原因タンパク質であるイヌSOD1、ヒトのALSの原因タンパク質であるSOD1、プリオン病の原因タンパク質であるPrPの凝集を抑制。
2. GIF化合物は、異常型構造と相互作用し、複数のタンパク質の凝集抑制に効果を発揮する新たなカテゴリーの凝集抑制化合物。
3. 神経変性疾患やアミロイド線維形成には、共凝集（クロスシーディング）という現象が知られている。これに対しても有効性を発揮することが期待される。
4. ヒトや動物の神経変性疾患の治療への応用が期待される。 まずイヌでの治療薬を目指すなら、臨床応用へのハードルが低い。
5. 小胞体ストレスにより誘導されるタンパク質凝集や細胞死を抑制。

活用分野・用途・応用例
期待される臨床における優越性（差別化点）
複数のタンパク質の凝集抑制に効果を発揮するという新たなカテゴリーの凝集抑制化合物であるため、共凝集系への適⽤、異なる作⽤機構で働く化合物との共⽤といった新たな⽤途が可能である。また最近、アルツハイマー病治療薬として抗アミロイドβプロトフィブリル抗体が承認されたが、我々の化合物は低分⼦で複数のタンパク質の凝集抑制に効果を発揮するため、コストと適応範囲で⼤きなメリットを持つ。
特許出願・代表論⽂: 1. 特願2021-154937: タンパク質凝集抑制剤, 2. Kimura et al., BBA ‒ General Subjects, 1866, 130114 (2022),
3. Hasegawa et al., ACS Chem. Neurosci., 13, 1055-1064 (2022)
連絡先： kamatari.yuji.f2@f.gifu-u.ac.jp

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