Development of blood-brain barrier-crossing antibodies utilizing the biological features of glucose transporters

利用葡萄糖转运蛋白的生物学特性开发血脑屏障跨越抗体

• 批准号: 21K18268
• 负责人: 平田 浩聖
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18268/
• 关键词: 血液脳関門; グルコース輸送体; 脳エネルギー代謝; 抗体

大きな社会問題になっているアルツハイマー病(AD)をはじめとした多くの中枢神経系疾患は、未だ有効な治療薬や診断薬がない。その要因の一つが 血液脳関門(BBB; blood brain barrier)の存在である。本研究では、グルコース輸送体(Glut; glucose transporter)の血糖変化に伴う生物学的機序を活用することにより、静脈内投与で血液脳関門を通過し、脳実質内に効率的に移行するBBB通過型抗アミロイドβ(Aβ)抗体の開発を目指している。具体的には、脳血管内皮細胞に高発現するGlut-1の血糖変化に伴う細胞内リサイクリングを利用し、Glut-1を介して抗Aβ抗体を高効率にBBBを超えて脳内に導入する技術開発を行う。Glut-1を介する方法として、Glut-1の基質であるグルコースを表面に配位した高分子ミセルでBBB通過させる分子技術、または抗Glut-1抗体を取得して、抗体でGlut-1に結合させる方法を用いて開発を行う。本年度は、グルコースミセルについては、内部に複数の断片化抗Aβ抗体を包含させたグルコースミセルを、血糖操作を加えたADモデルマウスの静脈内に投与したところ、脳内の神経毒性のある複数のアミロイド種の除去、脳の病理学的変化を抑制させることを確認した。一方で、Glut-1に直接結合する抗Glut-1抗体を用いてBBBを通過させる方法については、ラットに免疫し、ハイブリドーマ法によりGLUT1特異的に結合する抗体のスクリーニングを行い、候補となるクローンを選抜し、マウスin vivoでの脳移行性を評価した。一部のクローンで脳移行性を示すデータを得たものの、再現性が得られなった。MRイメージングへの展開については、本年度は抗Aβ抗体にMR造影剤であるGd-DOTAを複数導入する方法を確立した。

A large number of central nervous system disorders are diagnosed and treated. There is a blood brain barrier (BBB). This study aims to explore the biological mechanisms involved in glucose transporter (Glut; glucose transporter) metabolism, the mechanisms involved in blood glucose transporter metabolism, the mechanisms involved in blood glucose transporter metabolism, the mechanisms involved in blood glucose transporter metabolism, and the mechanisms involved in BBB-mediated anti-beta (A beta) antibody development. In particular, the development of a technique for the high expression of Glut-1 in vascular endothelial cells and its concomitant intracellular release, the high efficiency of Glut-1 mediated anti-A β antibodies, and the introduction of BBB into cells was carried out. Glut-1-mediated methods and methods for Glut-1 binding to substrates, surface coordination of polymers, molecular techniques and anti-Glut-1 antibodies have been developed. This year, we confirmed that multiple anti-A beta antibodies were included in the study, that the blood glucose manipulation was enhanced, that multiple anti-A beta antibodies were removed from the study, and that the pathological changes in the study were inhibited. The anti-Glut-1 antibody directly binds to Glut-1 and passes through BBB. The method of immunity, immunity and migration of Glut-1-specific antibodies is evaluated. A part of the transition is shown in the following table. This year, we established a new method for introducing anti-A beta MR imaging agents.