Interview

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遺伝子治療薬開発

欧米勢への巻き返し策
今なら間に合う決 意
難病に対する新規の遺伝子治療製剤をわが国から生み出すには、遺伝子治療の研究と並行して、あるいは先んじてウイルスベクターの開発研究が不可欠です。新規のウイルスベクター開発と特許出願が増えてくると、必然的にアカデミアや製薬企業からの遺伝子治療研究への参入が進むからです。
欧米とは違った切り口で、わが国が独自のウイルスベクターツール開発を切り開く余地は十分に残されています。
どう頑張っても追いつけないほど差が開く前に、独創的な目標設定で欧米を上回る成果を出したいと思っています。

未来先端研究機構ウイルスベクター開発研究センター長
大学院医学系研究科脳神経再生医学分野 教授

平井 宏和

ひらい ひろかず

ウイルスベクター開発研究が不可欠―― 前半のインタビュー（２〜６ページ）において、る一つの例として、米国遺伝子細胞治療学会の欧米で難病の遺伝子治療薬が相次いで開発、承会員が約6,300人なのに対し、日本遺伝子細胞認されていること、その背景に長年の地道な基礎治療学会の会員がようやく300人を超えた程度研究があること、さらに、近年、遺伝子治療分野であることに衝撃をうけました。遺伝子治療のに研究者、企業が続々と参入していることなど主要な方法の一つがウイルスベクターを使ったを紹介していただきました。わが国が出遅れてい遺伝子導入法ですが、わが国でウイルスベクター

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開発に取り組む研究者の数が欧米に比べて圧倒からスピンアウトしたベンチャーが立ち上がります。

的に少ないことを考えると、すそ野を広くするこ

たとえば AAV のカプシド開発に特化するアメリカのとも重要だと思いますが…。

ベンチャーとしては、Voyager Therapeutics、Dyno

全くその通りだと思います。アメリカの遺伝子細胞Therapeutics、Capsida Therapeutics などがあり、治療学会の大会では、ウイルスベクターの開発に関す今年の学会でも先端的な成果をこれでもかというくる発表があふれるようにあります。そしてその数は年々らいに発表していました。これらの中から近い将来、増えています。

革新的な遺伝子治療製剤が生まれるのは間違いない

アカデミアでウイルスベクター開発が進むと、そこと思います。

ウイルスベクター開発に特化した支援強化を！
―― 欧米に追い付き、最前線で競うためには何が必

そのため、ウイルスベクター開発に特化した支援強要ですか。わが国における創薬イノベーション実化が望まれます。幸いなことに、先ほど上げたアメ現の策はありますか。

リカのベンチャー企業を含めて、欧米の研究チーム

難病に対する新規の遺伝子治療製剤をわが国からの多くは同様の「流行の」研究テーマで競っています。

生み出すには、遺伝子治療の研究と並行して、あるい

そこで、欧米とは違った切り口で、わが国が独自のは先んじてウイルスベクターの開発研究が不可欠です。

ウイルスベクターツール開発を切り開く余地は十分に新規のウイルスベクター開発と特許出願が増えてく残されています。ただしそれほど時間があるわけではると、必然的にアカデミアや製薬企業からの遺伝子ありません。どう頑張っても追いつけないほど差が開治療研究への参入が進むからです。

く前に、欧米とは違う角度から独創的な目標設定で欧【平井教授の研究の歩み】特定の細胞群だけに、外から遺伝子を届けて働かせる
静脈注射１回で脳の難病が治癒！ 平井宏和教授はこうした夢のような治療法の開発に挑戦している。研究テーマは、① 脳内の狙った細胞種に効率よく遺伝子を運び、その細胞種だけで導入遺伝子を働かせるウイルスベクターの開発、②ウイルスベクターを用いた脳の難病に対する遺伝子治療法の開発―の２つである。
平井教授の研究の大きな成果は、アデノ随伴ウイルス（AAV）
ベクターを使って霊長類 ( マーモセット ) 脳内のニューロン、アストロサイト、オリゴデンドロサイトなど特定の細胞群だけに、外から遺伝子を届けて働かせることができるようにしたこと。この技術で脳の難病を治療できることを証明するのが次の課題である。血管内腔と脳の間にあるバリア（血液脳関門）を透過する AAV ベク
タ ー の 開発 も 進 め て い る。
霊長類の血液脳関門を通り抜け、脳内で狙った細胞に優先的に感染し、目的とする種類の細胞だけで導入遺伝子が働く AAV ベクターの開発が完成すれば、世界中のさまざまな基礎・臨床研究が大きく加速する、という。

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米を上回る成果を出したいと思っています。

2のラボに所属しました。伊藤先生は小脳研究の世界的権威で、私は小脳が制御する運動学習の分子メカ―― 脳の研究をはじめたきっかけは何ですか？

ニズムを明らかにする研究を開始しました。この過程

私はもともと臨床医で、難病の治療法研究を行いで、プルキンエ細胞という小脳の大型のニューロンにたくて内科学系大学院に進みました。しかし大学院の遺伝子導入したいと考え、当時の理研で使える様々生活は研修医の頃と変わらず、空いた時間に研究すな方法を試しましたが、うまく行きませんでした。

るというスタイルでした。難病の根本的な治療法の2001年に米国テネシー州メンフィスのセントジュー開発研究に専念したいという思いが次第に強くなり、ド小児研究病院に留学し、ここで後に遺伝子治療の父

博士課程２年目から神経生理学講座へ移動し、電気と呼ばれる Arthur W. Nienhuis 先生が、レンチウイ生理学を使って脳の研究をはじめました。

ルスベクターを血液疾患の遺伝子治療研究に使って1994年に博士号を取得後、ドイツ・フランクフルトいるのを知りました。また、私の所属していた発達神のマックスプランク脳研究所に留学し、ここではじめ経生物学部門の部長であったJames I Morgan 先生は、て細胞へ遺伝子導入する技術があるのを知りました。

プルキンエ細胞だけで働く L7プロモーターを発見しリン酸カルシウムとプラスミド DNA を混ぜて細胞にていました。そこで2003年に米国から科学技術振興ふりかけたり、アフリカツメガエルの卵にガラス針で機構（JST）の「さきがけ」研究者として帰国し、金沢

mRNA を注入したりと、当時は物理化学的な遺伝子大学でレンチウイルスベクターとプルキンエ細胞特導入でしたが、将来の大きな可能性を感じました。

異的 L7プロモーターを組み合わせて、プルキンエ細胞だけに遺伝子発現させる研究、その技術をプルキン―― ウイルスベクターの研究はどういった経緯で始められたのですか。

エ細胞が変性する脊髄小脳失調症の遺伝子治療に応用する研究を開始しました。

ドイツから帰国して理化学研究所の伊藤正男先生

A AVは様々な脳疾患の治療に使える可能性―― AAV ベクターはいつから使われているのですか。

ウイルスの中でも最小クラスの AAV ベクターを2008

改良を重ね、L7プロモーターを搭載したレンチウイ年ごろから使用するようになりました。AAV ベクター

ルスベクターで、マウスのプルキンエ細胞だけに極めを小型の新世界ザルであるマーモセットの脳脊髄液内て効率的に遺伝子発現できるようになりました。そこに投与すると、小脳から大脳皮質にかけて広い脳領域でヒトへの臨床応用を考えて、マウスよりはるかに大で遺伝子発現が観察できました。AAV を使うと小脳に型のマカクザルで実験を2007年ごろに行いました。

限らず、様々な脳疾患の治療に使える可能性が出てき

小脳変性症で治療効果を得るには小脳の広い領域のプました。

ルキンエ細胞に遺伝子発現させる必要があります。
しかし、マカクザルの小脳に注入したレンチウイル
スは脳実質内で広がらず、遺伝子発現は小脳の一部―― 今後、遺伝子治療の対象となり得る脳の難病にはどのようなものがありますか。に留まっていました。この結果を見て、マカクザルよ神経変性疾患、難治性てんかん、自閉症、統合失調りさらに大きな小脳をもつヒト ( 脊髄小脳失調症患者 )症などがあります。神経変性疾患にはアルツハイマーの遺伝子治療には使えないと考えました。

型認知症、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症、脊そこでウイルス径がレンチウイルスの５分の１で、髄小脳変性症などが含まれます。いずれも根本的な治13

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療法が見つかっていません。

そこで、疾患の発症、病態に関与する細胞種に外から治療効果のある遺伝子を導入して、変化した細―― これらの難病が発症する原因はわかっているのですか。

胞の状態を元に戻すことで病気を治療できる可能性があります ( 表１)。

例えばアルツハイマー型認知症ではβアミロイドの蓄積など、毒性のあるタンパク質が加齢とともに―― それで脳の特定の細胞種に外から遺伝子を導入少しずつ溜まってくること、それにより細胞死へと至し働かせるという研究につながるのですね。研ることが原因であると言われています。

究のポイントはどういったところですか。

疾患ごとに傷害を受ける部位や細胞の種類が異な

まず、狙った細胞種 ( 標的細胞種 ) によく感染するります。たとえば、アルツハイマー型認知症では大脳カプシド (AAV の殻 ) を使うことです。よく研究され皮質や海馬のニューロン、筋萎縮性側索硬化症ではている野生の AAV は13種類ありますが、それぞれ感脊髄の運動ニューロン、てんかんや自閉症では ( 脳の染しやすい組織や細胞種が異なります。標的細胞種興奮を抑える ) 抑制性ニューロンなどです。アルツハに感染しやすいカプシドを選ぶか、自分で変異を導イマー病では、不良品タンパク質を取り込んで分解入して作る必要があります。我々もカプシド開発はするミクログリアの性質が変化し、βアミロイドを行なっていますが、カプシドだけで感染する細胞種を貪食しなくなるだけでなく、有害因子も放出して病限定するのは困難です。

状を進めることもわかっています。てんかんでは抑制

そこで次に重要なのがゲノムに組み込むプロモーター性ニューロンの働きが相対的に落ちて、脳が過剰興です。プロモーターの働きで導入遺伝子が転写され、奮の状態になることで発作が起きます。

機能するようになります ( 図１B)。標的細胞種だけで働くプロモーター ( 細胞種特異的プロモーター ) があ

アルツハイマー型認知症 ミクログリア

れば、AAV が標的細胞種以外に感染しても導入遺伝子

パーキンソン病

ミクログリア

脳卒中

ミクログリア・アストロサイト

多系統萎縮症

オリゴデンドロサイト

脊髓小脳変性症

プルキンエ細胞も最小クラスであるため、ゲノムは4.7kb 以下というてんかん

抑制性ニューロン制限があり、あまり大きなプロモーターは搭載できま

自閉症

抑制性ニューロン

せん ( 図１B)。弱いプロモーターだと、導入遺伝子も

表１ 脳疾患の発症・進行に関与し、治療の鍵となり得る細胞種は働きません ( 図１C)。ここで問題になるのが、プロモーターの大きさと強さです。AAV はウイルスの中で十分に機能しません。
しかし、一般的に細胞種特異的 プ ロモーターは非常に長く、プロモーター活性も弱いことが知られており、これを改良して短く、強い細胞種特異的プロモーターを作り出すことが課題となります。

図１14AAV ベクターを使って、狙った細胞種だけに遺伝子を発現させる方法

Interview

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将来はアルツハイマー型認知症治療へ研究成果▶ 抑制性ニューロン特異的プロモーターを発明▶ てんかん、自閉症、統合失調症の治療を目指す―― ウイルスベクターを用いた研究の成果、論文などについてお聞きします。
私たちの研究室ではAAVに搭載可能で、アストロサイト、小脳プルキンエ細胞、ミクログリアで働く細胞種特異的プロモーターを開発してきました(図２)。2021年には抑制性ニューロン特異的GAD65プロモーターを報告しました。
ただし、これは2.5kb と大きく、またプロモーター活性も弱いものでした。

図２

AAV ベクターで使える細胞種特異的プロモーターの開発

図３

c mGAD67 プロモーター

図４

てんかんが起こるメカニズム

私たちは最近、従来のプロモーターの６分の１以下のサイズで、プロモーター活性も強い抑制性ニューロン特異的 cmGAD67プロモーターを開発しました ( 図３)。
抑制性ニューロンの異常はてんかん、自閉症、統合失調症の原因となります
が、私たちは、今回の発明を難治性てんかんの治療に使うことを考えています。てんかんの患者は日本に100万人程度いますが、そのうちの30万人以上は薬で発作を抑えきれていません。てんかん発作は抑制性ニューロンの機能が相対的に弱まり、興奮が過剰になることで起こります ( 図４)。
そ こ で 今回 の 発明 で あ る 抑制性ニューロン特異的プロモーターを利用し、抑制性ニューロンの機能を強める
AAV ベクターをてんかんモデルマウスに静脈投与したところ、てんかんの症15

Interview2状を顕著に抑えることに成功しました。現在、この遺うまく行けば、次に自閉症や統合失調症、さらに開発伝子治療法が霊長類のマーモセットでも有効である済みのミクログリア特異的 AAV を使ってアルツハイことを証明する実験を行なっています。てんかんでマー型認知症の治療などへ進めたいと考えています。

AMED 革新脳で日本の研究に貢献
国の脳プロジェクト／ウイルスベクターコアの大きな成果▶ ベクター開発通じ研究対象が脳全体に拡大▶ アルツハイマー病、難治性てんかん遺伝子治療法開発も視野に―― 先生はウイルスベクターに関する研究では JSTルスベクターを使って、革新脳から nature、nature「さきがけ」の後、様々な外部研究資金を受けてneuroscience、nature biomedical engineering、います。助成額5,000万円以上の大型のものでNeuron など超一流ジャーナルに多くの論文が採択さは、JST「SORST」、科学研究費補助金・若手研究れました。共同研究も広がり、58報の論文が出版され（Ｓ）、内閣府「最先端・次世代研究開発支援プロました。

グラム NEXT」、日本医療研究開発機構（AMED）

以前は私の研究は小脳にとどまっていましたが、さ「国家課題対応型研究開発推進事業−革新的技術

まざまな AAV ベクターの開発を通じて、研究対象がによる脳機能ネットワークの全容解明プロジェ脳全体に広がり、アルツハイマー病や難治性てんかん

クト（革新脳）」があります。AMED の「革新脳」プなど患者数の多い疾患をターゲットとする遺伝子治ロジェクトでは、2014 〜16年に支援を受けた療法の開発も視野に入るようになりました。のに続き、2017年から「アデノ随伴ウイルスベ
クターを用いた生体マーモセット中枢神経系の細胞種特異的遺伝子ノックダウン／ノックアウ―― 脳機能ネットワーク全容解明プロジェクトのなかで、先生の研究の意義は？

ト法の開発」という課題に取り組んできました。

最先端のウイルスベクターツールを日本の多くのそして2018年からはこの革新脳のプログラム遂神経科学研究者に届けたこと、それによりわが国の脳行のなかで、「革新脳ウイルスベクターコア」の資神経科学研究の発展に研究ツールの面から大きく貢金も獲得されています。

献できたことです。さらに開発したウイルスベクター

言い換えると、世界トップレベルの先生ご自身が、生命科学研究に留まらず、さまざまな脳の難病にの研究を進めながら、一方で、他の大学・研究機対する遺伝子治療ベクターとして使用できる可能性

関からウイルスベクター開発を受託されてわが国が出て来たことは、予期していなかった成果だと思っの脳神経科学研究に貢献されました。革新脳ウイています。

ルスベクターコアに携わって先生の研究は変わりましたか。

日本のアカデミアには遺伝子治療用のAAVベクターの開発を専門とする研究者がほとんどいないため、AAV ベクターが脳科学研究において、インパクト日本の遺伝子治療を支えるしっかりした土台はありある成果を生み出す強力なツールであることを改めませんでした。AMED 革新脳の研究を通して、少して実感しました。群馬大学の平井研が供給したウイですが土台作りに貢献できたと思います。

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