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Vol.��

Carna Newsletter
PIKfyve 阻害剤の����.��.��

筋萎縮性側索硬化症 (ALS) 治療薬としての可能性

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS)
ALS は、脳、脳幹及び脊髄にある運動ニューロンが選択的に変性していく進行性の致命的な神経変性疾患です。運動ニューロンの機能低下は筋力の低下を引き起こし、通常診断後 � ～ � 年以内に呼吸不全により死に至ります。ALS を発症する生涯リスクは ��� 人に～ �人と推定されています �)。現在 ALSの治療に対しては、緩和治療薬として riluzole と edaravone が FDA の承認を得ておりますがその効果は限定的であり、有効な治療法がありません �)。
C9ORF72遺伝子イントロン内の�塩基反復配列伸長
ALS患者の約��%は家族性、残りの��%は孤発性に分類されます。そして C9ORF72 遺伝子で同定されたイントロン内の � 塩基（GGGGCC）反復配列伸長はヨー
ロッパ系の家族性 ALS の～��%、孤発性 ALS の～�%に見られる最も共通した ALS の原因遺伝子変異です �)(Fig.�) 。健常者の多くは C9ORF72 の � 塩基反復配列が ��までの繰り返しですが、ALS患者ではこの繰り返しがそれ以上、多い場合は数百～数千に及ぶことがあります �)。
Sporadic

Familial

C9ORF72

Unknown

OPTN, VCP,SQSTM1,PFN1,UBQLN2

SOD1

Unknown

C9ORF72FUSTARDBP
SOD1
OPTN, VCP,SQSTM1,PFN1,UBQLN2FUSTARDBP

輸送の変化に一部起因している可能性があります。そしてリソソーム生合成の阻害は、細胞表面にグルタミン酸受容体を蓄積させ、神経伝達物質であるグルタミン酸による興奮毒性への感受性を高めることになります。加 え て 毒 性 を 引 き 起 こ す こ と が 知 ら れ て い るDPRs の排除も損なわれます 5)。

Gain-of-function としては、GGGGCCリピートを含む
C9ORF72 の転写産物からリピート関連開始コドン非依存性翻訳によりDPRsが産生されます。DPRsはアス
トロサイトの EAAT2 グルタミン酸トランスポーターの異常なスプライシング及び機能不全を誘導して、グル タ ミ ン 酸 の 取 り 込 み 速 度 を 低 下 さ せ ま す 5)6)。
EAAT2 の異常なスプライシング及びタンパク質の損失は ALS 患者の運動皮質及び脊髄で見られ、細胞外のグルタミン酸量を増加させ、興奮毒性による神経変性を引き起こします 7)。また DPRs は iMN（iPS 細胞から分化誘導された運動ニューロン）の生存率を低下させる 働 き を 有 し、注 目 す べ き こ と に C9ORF72+/-、
C9ORF72-/- 及び C9ORF72 患者の iMN の DPRs による生存率の低下は正常な iMN より明らかに速いことが確認されています 5)。
このように、� 塩基反復配列伸長により C9ORF72 のloss-of-function と gain-of-function のメカニズムが協調して、ALS の神経変性を引き起こしているため、C�ORF�� の機能を代替する分子の創製が求められています。

Fig.1. The proportion of ALS explained by each gene in populations of European ancestry.

C9ORF72のloss- and gain-of-functionメカニズム
C9ORF72 の � 塩基反復配列伸長は、C�ORF�� のタンパク質量を低下させる loss-of-function 及び � 塩基反復配列伸長に由来する � アミノ酸繰り返しタンパク質 (dipeptide repeat proteins: DPRs) を 産 生 す る
gain-of-function の両方のメカニズムによって神経変性を起こします 5) (Fig.�)。

C�ORF�� のタンパク質量の低下により、運動ニューロンではリソソームが減少します。これはエンドソー
ム小胞及びマンノース-�-リン酸受容体(M�PR)+小胞のカルナバイオサイエンス株式会社〒���-���� 神戸市中央区港島南町�-�-� BMA�F078-302-7091（営業部直通）
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低分子化合物による PIKfyve 阻害は ALS モデル細胞及び動物の神経変性メカニズムを改善する���� 年に Shi, Y. らが C9ORF72 ALS 患者由来 iMN の生存率を改善する低分子を同定するため、表現型スクリーニングを行いました。小胞輸送を含む様々な細胞プロセスを標的とする化合物をスクリーニングした結果、フォスファチジルイノシトール-�-キナーゼの� 種、
PIKfyve の 選 択 的 阻 害 剤 で あ る YM������ がC9ORF72 患者由来 iMN の生存率を有意に向上させる化合物として同定され、別の PIKfyve 阻害剤であるapilimod も同様に作用することが報告されました 5)。

PIKfyve 阻害は膜脂質であるフォスファチジルイノシ
トール� -リン酸 (PI�P) がフォスファチジルイノシトー
ル (�,�) -� リン酸 (PI(�,�)P�) へと変換されることを妨げ、その結果 PI�P 量を増加させます。PI�P は初期エンドソームを成熟させ、またリソソームと、エンドソーム又はオートファゴソームの融合を促進します。つまり、PIKfyveの阻害は PI�P量を増加させ、グルタミン酸 受 容 体 又 は DPRs の 除 去 を 促 進 し、低 下 し たC�ORF�� の機能を補うと考えられます 5)。PIKfyve 阻
害の重要性をさらに裏付けるものとして、PIKfyve とは逆の機能（(PI(�,�)P�) を (PI�P) に変換）を持つ FIG�(a phosphoinositide �-phosphatase) という脱リン酸化酵素の loss-of-function 変異が ALS の �%に見られ、ALS への危険因子として作用していると考えられています 8)。
Apilimod は、C9ORF72 ALS モデルマウスにおいて loss- of-function と gain- of-function 両 方 の
C9ORF72 疾患メカニズムを改善することが報告されています 9)。

ALS治療を目的としたPIKfyve阻害剤の開発
PIKfyve阻害によりC9ORF72患者の疾患が改善される可能性があるというALS 研究関係者の確信は、少なくとも � 社によって開始または計画されている臨床試験の進展によって示されています。AI Therapeutics 社
は 現 在、LAM-���A (apilimod dimesylate) の フ ェ ーズ �a 試験の被験者を募集しており、この試験で彼らは ALS 症状の改善やバイオマーカーを評価しようとして い ま す。ま た Verge Genomics 社 は ���� 年 中 に
PIKfyve阻害剤で臨床試験に入る計画を立てています。

患 者 由 来 細 胞 株、動 物 モ デ ル 及 び ALS 患 者 か ら、
PIKfyve が新たな ALS 治療薬の開発にとって魅力的な����.��.��
標的であるという強力な証拠が得られたため、多くの研究者がPIKfyveを阻害する低分子を探索しています。
カルナバイオサイエンスはPIKfyve研究を支援します
弊社ではキナーゼタンパク質製品・各種サービス提供
にて皆様のPIKfyve 研究をサポート致します。
PIKfyve を含む弊社のキナーゼタンパク質や関連製品は、全て社内で製造されており、厳格な品質チェックの後お客様にお届けしております。アッセイキット製品及び生化学アクティビティアッセイ受託サービスでは全て PIKfyve を含め全て自社製造の活性タンパク質が使用されています。併せて、PIKfyve への結合性をNanoBRET™技術を用いて測定するセルベースバイン
ディングアッセイサービスもご活用ください。

弊社の製品・サービスにご興味がございましたら、info@carnabio.com にお気軽にお問合せ下さい。

製品・サービスの詳細については、以下のリンクからご覧いただけます。

・脂質キナーゼタンパク質製品

・QuickScout Screening Assist® ADP-Glo™ Assay キット（脂質キナーゼ）・生化学プロファイリングアッセイ受託サービス（脂質キナーゼ）

・NanoBRET™ TE Intracellular キナーゼアッセイサー
ビス
引用：�) Brain. ����; ���(�): ����-����. Guo W.
�) Med Res Rev. ����; ��(�): ���-���. Jaiswal MK.
�) Nat Neurosci. ����; ��(�): ��-��. Renton AE.
�) Curr Opin Genet Dev. ����; ��: ���-���. VanMossevelde S.
�) Nat Med. ����; ��(�): ���-���. Shi Y.
�) Science. ����; ���(����): ����-��. Kwon I.
�) Neuron. ����; ��(�): ���-���. Lin CL.
�) Am J Hum Genet. ����; ��(�): ��-�. Chow CY.
�) bioRxiv. ����, doi: https://doi.org/��.����/������,Staats KA.

このニュースレターの中で論文から引用した情報の日本語翻訳文はカルナバイオサイエンス社が作成しました。

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