神経疾患治療用アンチセンス核酸医薬の安全性を高める新技術を開発~アルツハイマー病など幅広い中枢神経疾患への応用に道~

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2025-09-13 東京科学大学

東京科学大学と大阪大学の研究チームは、新規人工核酸「5′-cyclopropylene(5′-CP)」を導入することで、神経疾患治療用アンチセンス核酸医薬(ASO)の有効性を維持しつつ遅発性神経毒性を大幅に軽減できることを発見した。ASOはRNAを標的とする次世代治療薬で、ALSやアルツハイマー病などの治療に期待されるが、髄腔内投与で副作用が課題だった。研究では神経細胞やマウス・ラットを用い、5′-CPを適切に組み込んだASOが投与後にみられる神経障害を抑制することを実証。さらに、毒性の背景にはパラスペックルタンパクの異常局在が関与し、5′-CPにより正常化されることが判明した。この成果によりASOの投与量制限が緩和され、アルツハイマー病を含む幅広い中枢神経疾患への応用が期待される。成果は Molecular Therapy – Nucleic Acids に掲載された。

神経疾患治療用アンチセンス核酸医薬の安全性を高める新技術を開発~アルツハイマー病など幅広い中枢神経疾患への応用に道~
図1.本研究の概要

<関連情報>

戦略的化学修飾によるアンチセンスオリゴヌクレオチドの遅発性神経毒性の解明と制御 Unraveling and controlling late-onset neurotoxicity of antisense oligonucleotides through strategic chemical modifications

Takayuki Kuroda ∙ Kotaro Yoshioka ∙ Su Su Lei Mon ∙ … ∙ Takao Yamaguchi ∙ Satoshi Obika ∙ Takanori Yokota
Molecular Therapy – Nucleic Acids  Published:September 12, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.omtn.2025.102692

Abstract

Antisense oligonucleotides (ASOs) represent an attractive therapeutic approach for CNS disorders. However, ASO-induced neurotoxicity, especially late-onset adverse events, remains a crucial issue, leading to failures in clinical applications. This study aims to determine the neurological features and molecular mechanisms of the late-onset neurotoxicity and provide strategies to overcome this toxicity. We initially established neurobehavioral assays of rodent neurotoxicity with intracerebroventricular and intrathecal injections of various gapmer-type ASOs and a neuronal cytotoxicity analysis. Through both in vitro and in vivo assessments, we identified a site-specific chemical modification, 5′-cyclopropylene (5′-CP), that significantly reduced late-onset neurotoxicity without compromising knockdown activity, providing useful insights into structure-toxicity and structure-activity relationships in ASOs targeting CNS. Additionally, we revealed a toxicity-related mechanism as an elevation of p53-regulated transcripts and paraspeckle protein mislocalization in neuronal cells, which is alleviated through the chemical modifications. Our findings provide mechanistic insights into late-onset ASO-induced neurotoxicity and highlight the potential of optimized chemical modifications to expand the therapeutic window for clinical applications targeting intractable neurological diseases.

医療・健康
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