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2016年6月24日 (金)

スーパーコンピューター「DEGIMA」を用いたプリオン病の治療薬開発に光明

2016年06月17日 長崎大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 長崎大学大学院医歯薬学総合研究科
感染免疫学講座(西田教行教授)の
石橋大輔准教授らのプリオン病研究グループ
と同講座で量子化学を専門とする
石川岳志特任准教授は、
長崎大学先端計算研究センターの
濱田剛准教授と共同で、狂牛病などで
知られるプリオン病の治療薬の
候補化合物を効率よく探索する手法を
開発しました。
 
 プリオン病はウシやヒツジ、ヒトなどに
起こる人獣共通感染症で、
ヒトのプリオン病である
「クロイツフェルト・ヤコブ病」は、
日本でも毎年約100万人に1人の割合で
発生しています。
 
 感染すると確実に死に至る恐ろしい病気
で、これまで、さまざまな治療薬開発研究
が行われてきましたが、まだ有効な治療法
が見つかっておらず、厚生労働省は、
同省が「難治性疾患克服研究事業」で
対象とする疾患の一つに指定しています。
 
 一方で、プリオン病の原因は突き止め
られつつあります。
 
 プリオン病は、正常型プリオン蛋白の
構造変換によって生じた
異常型プリオン蛋白が脳内に蓄積すること
で発症します。
 
 そこで石橋准教授らは、
「正常型プリオン蛋白の構造変換を
抑制する低分子化合物が治療薬の候補
となる」という仮説を立て、
治療薬開発を進めています。
 
 今回の研究では、正常型プリオン蛋白
との結合能をもつ化合物を効率よく探索
するために、濱田准教授が開発した
スーパーコンピューターの「DEGIMA」で
超高速計算を実施し、膨大な種類の化合物
とヒトの正常型プリオン蛋白との結合
についてシミュレーションを行った点が
大きな特徴となっています。
 
 タンパク質と化合物の結合性を計算する
ソフトウエアは、濱田准教授らが独自に
開発したものです
(Nagasaki University Docking Engine
 : NUDE)。
 
 研究では、まず計算によって候補化合物
の結合能を調べ、そのうち上位約100種の
化合物について、実験的に
正常型プリオン蛋白との結合能評価、
プリオン感染細胞および
プリオン感染マウスでの薬効評価を
行いました。
 
 この結果、複数の化合物に、明らかな
異常型プリオン蛋白の抑制や
マウスの脳病変の軽減が確認されました。
 
 つまり、DEGIMAの計算によって
抗プリオン効果を有する化合物を効率よく
見つけることができたと言えます。
 
 この研究結果が、難病中の難病と
呼ばれるプリオン病の克服に向けた
第一歩となることが期待されます。
 
 一方、今回の研究結果は、
クロイツフェルト・ヤコブ病の
治療薬開発だけでなく、
アルツハイマー病やパーキンソン病など、
プリオン病と同様の
コンフォメーション病
(たんぱく質の立体構造が変化して起きる
病気)の治療薬開発にも貢献すると
考えられます。
 
 また、DEGIMA/NUDEインシリコ創薬
システムを利用することで、感染症を
はじめとするさまざまな難病に対する
迅速な創薬が可能になると
期待しています。
 
 今回の新薬候補の開発プロセスおよび
その有用性に関する研究成果は、
平成22年度の長崎大学重点研究課題
「リアルタイム情報処理による技術融合」
に採択されたもので、本学における
医工連携事業の一つとして実施した
ものです。
 
 研究成果は、米国の科学誌『Cell』と
英国の医学誌『Lancet』が共同で発行する
オンライン医学誌『EBioMedicine』に
6月8日に発表しました。
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 良いですね。
 
 候補化合物をコンピューターで効率よく
探索するということはいろいろ実施されて
いるようですが、なかなか上手くいって
いないように思えます。
 
 その中で、今回の成果は、
>DEGIMAの計算によって抗プリオン効果を
>有する化合物を効率よく見つけること
>ができたと言えます。
 
 と言っているので、期待したい。

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