神経細胞へ侵入する細菌毒素を利用した病原タンパク質分解技術の開発

利用侵入神经细胞的细菌毒素开发致病蛋白降解技术

• 批准号: 22K18198
• 负责人: 宮下 慎一郎
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18198/
• 关键词: ボツリヌス神経毒素; 凝集タンパク質; ドラッグデリバリー; DDS; VHH抗体; 細菌毒素; 運動神経変性疾患

近年、研究代表者はボツリヌス神経毒素 (BoNT) を基にしたキメラ毒素 (ciBoNT) を用いることにより、アルパカ由来 VHH 抗体を神経細胞内に送達することに成功した。本研究の目的は、神経細胞において恒常的に産生される内因性病原タンパク質を標的とした分解促進技術の開発である。本年度は、抗体送達の効率化を目的として、新たに２つのciBoNTキャリアーの開発を行った。BoNTおよびciBoNTキャリアーは３つのドメインから構成される。N末端側から酵素活性ドメイン (LC)、トランスロケーションドメイン (HN)、そして受容体結合ドメイン (HC) である。プロトタイプciBoNTはX型LC-HNおよびA型HCから構成される。まず、神経細胞への結合に必須であるHCの候補を探索した。ボツリヌス菌培養上清から精製したCD型BoNTとA型BoNTをマウスへ投与すると、ほぼ同程度の投与量で筋肉麻痺を示した。この結果から、CD型BoNTのHC (HC/CD) は効果的に神経細胞に結合することが考えられた。大腸菌を用いて、HC/CDを含むciBoNTの発現を試みたが、分解産物として確認された。次に、新たなLC-HNドメインの候補探索を行った。2019年、PMP1がハマダラ蚊を標的とするBoNT-like毒素であることが報告された。PMP1のLCに点変異導入し酵素活性を不活化し、大腸菌組換え発現系によりciBoNT/PmA (LCHN/PMP1-HC/A) を発現し精製した。マウスにciBoNT/PmAを腹腔内投与すると神経麻痺症状を呈した。このことから、PMP1ドメインはciBoNTキャリアーに不適であることが考えられた。

In recent years, research representatives have been successful in the intracellular delivery of VHH antibodies to neurotoxins (BoNT). The purpose of this study is to develop a technique for promoting the decomposition of endogenous pathogens in the normal production of neurons. This year, the goal of antibody delivery efficiency is to develop new technologies for antibody delivery. BoNT N-terminal enzyme activity factor (LC), enzyme activity factor (HN), and receptor binding factor (HC) BoNT is composed of X-type LC-HN and A-type HC The combination of brain cells must be explored. The supernatant of the culture was purified, and the CD-type BoNT and A-type BoNT were added to the culture medium at the same dosage. As a result, CD-type BoNT HC (HC/CD) has been found to bind to neurons. coli, HC/CD, including the production of BoNT, decomposition products and identification Next, the new LC-HN candidate search. In 2019, PMP1 reported that PMP1 was introduced into the LC and enzyme activity was inactivated, and the E. coli group was transformed into the BoNT/PmA (LCHN/PMP1-HC/A) and purified. Symptoms of paralysis were reported when ciBoNT/PmA was administered intraperitoneally. PMP1

项目成果

Boston Children’s Hospital/Harvard Medical School(米国)

波士顿儿童医院/哈佛医学院（美国）

Characterization of Serotype CD Mosaic Botulinum Neurotoxin in Comparison with Serotype C and A.

• DOI: 10.3390/toxins15020123
• 发表时间: 2023-02-03
• 期刊: Toxins
• 影响因子: 4.2
• 作者: Miyashita SI;Karatsu S;Fujiishi M;Huang IH;Nagashima Y;Morobishi T;Hosoya K;Hata T;Dong M;Sagane Y
• 通讯作者: Sagane Y

Chimeric BoNT-based platform for the delivery of antibodies into neurons

基于嵌合 BoNT 的平台，用于将抗体递送至神经元

• 发表时间: 2022
• 作者: Shin-Ichiro Miyashita;Jie Zhang;Sicai Zhang;Charles B. Shoemaker;Min Dong;Shin-Ichiro Miyashita
• 通讯作者: Shin-Ichiro Miyashita

ボツリヌスCD型モザイク神経毒素のマウスにおける毒素活性の解析

肉毒杆菌CD型嵌合神经毒素对小鼠的毒素活性分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 宮下慎一郎;藤石眞子;唐津修羅;諸菱環;長嶋有希;畑剛士;黄インシュン;細谷圭太;相根義昌
• 通讯作者: 相根義昌

Post-exposure treatment for botulism by delivery of antibodies using a chimeric toxin-based platform

通过使用基于嵌合毒素的平台递送抗体来治疗肉毒杆菌中毒

• 发表时间: 2022
• 作者: Shin-Ichiro Miyashita;Jie Zhang;Sicai Zhang;Charles B. Shoemaker;Min Dong
• 通讯作者: Min Dong