カテゴリー: Technology

Universidad de Oviedo, Spainのグループは、human prostate specific antigen (hPSA)の糖鎖とそのペプチド構造を両方同時に認識できるアプタマーをSELEXにて開発しています。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34094206/

hPSAの糖鎖とペプチド構造を両方認識させるアプタマーを開発するために、α1-6 core-fucoseに特異性を有するPhoSLレクチンを糖鎖修飾サイトに特異的なアプタマーを引っかける確率を上げる為に使用しています。

SELEXのプロセスは、磁気ビーズ（MPs）にhPSA或いは糖鎖を持たないrecombinant PSAを固定化することから始まります。BSAをブロッキング材として使用し、BSAに結合するアプタマーをBSA-MPsを用いて除去します。rPSA-MPsを用いて糖鎖修飾位置とは異なったタンパク質領域に結合するアプタマーを除去します。そしてhPSA-MPsを用いてPSAの糖鎖に結合するアプタマーのライブラリーをエンリッチします。

この後、ふたつのルートに分けますが、戦略Ａでは、PhoSLでブロッキングすることにより、ブロッキングされたタンパク質に結合している分子をより厳格に除去する選択を行い、戦略BではPhoSL結合サイトに結合している分子を競合的にエルーションさせます。戦略Aでは、hPSAに結合するアプタマーは減少しますが、PhoSLを用いた競合的なエルーションは、hPSAに結合するアプタマーを増やすとともにその結合力を上げていきます。

下図は、得られたアプタマー（PSAG-1）の結合特異性を示すものですが、ふたつのCure fucoseを持つタンパク質、lipocalin-2 (NGAL) と α-fetoprotein (AFP)が参照されています。前立腺癌に特異的な糖鎖構造をより精密に認識できるこのようなアプタマーが開発できれば、この方法に期待が持てます。

弘前大医学部のグループは、前立腺癌に対する尿中マーカーとその診断法に関するレビューをしています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8100853/

今日現在、FDAが認可した前立腺癌（PC）に関する診断マーカーはただ一つしかありません、それは血中PSAです。 前立腺癌が進行すると、α-2,3-Sia (S2,3PSA) と α-2,6-Sia (S2,6PSA) の比率が変動し、α-2,3-Siaが増加することが知られています。
α2,3-linked Sialyl N-Glycan-Carrying Prostate-Specific Antigen
しかしながら、同じ結果は、尿中のPSAには当てはまらず、シアル酸修飾は尿中では殆ど変化しません。

尿中PSAの場合には、PSAのフコース修飾が前立腺癌のマーカーになる可能性があります。前立腺癌では、Lewis型やコア・フコース修飾を受けたPSAが顕著に減少することが分かっています。これらは、例えば、AALやPhoSLと言ったレクチンを使って検出することが可能です。また、コア・フコース修飾されたPSAが生検サンプルのGleasonスコアーと良く相関することも分かっています。Gleasonスコアが7以上の場合で、 PSA-AALでACU=0.69 (P=0.0064)、PSA-PhoSLで0.72 (P=0.0014)という値が得られています。
Decreased fucosylated PSA as a urinary marker

University Hospital Arnau de Vilanova and Santa Maria, Spainらのグループは、miRNAのプロファイルがCOVID-19の優れたマーカーとなり得ることを報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8149473/

血中のmiRNAの発現レベルをCOVID-19の入院患者とICU患者の間で比較を行いました。その結果、41種のmiRNAの内、10個に有意差が見られました。

多変数モデル予測を用いて、入院患者とICU患者の判別を行った処、AUCは0.89に達しました（95% CI: 0.81-0.97）。この値は、COVID-19の重症度を判別するマーカーである既存のマーカーに比べて勝るとも劣らない数値です、因みにleukocyte counts (AUC=0.72)、D-dimer (AUC=0.87)、CRP AUC=0.72)であります。

更に、血中のmiRNAが重篤なCOVID-19患者を予測できるマーカーになり得るかについて検討が行われました。６個のmiRNAがICU治療を受けても生存できなかった患者において、優位に低下していることが分かりました（miR-16-5p (FC=0.69)、miR-92a-3p (FC=0.78)、miR-98-5p (FC=0.56)、miR-132-3p (FC=0.69)、miR-192-5p (FC=0.66)、miR-323a-3p (FC=0.66)）。多変数モデル予測を用いて検討した結果、２個のmiRNA（miR-192-5p、miR-323a-3p）がその予測に有効であり、得られたAUCは0.80に達しました（95%CI: 0.64-0.96）。

間葉系幹細胞（MSC）を用いた治療は現在幅広く行われています。2020年までに実に1138件以上のMSCを用いた治療法の治験が実施されています。MSCを用いた治療の基本的なメカニズムは、免疫調整機能、サイトカインのパラクリン分泌、同様な効果を持つエクソソームの分泌、小胞体ストレスの緩和、脱繊維化などにあると考えられています。これらの特性を生かせば、MSCは、COVID-19のARDSに対しても効果を示すだろうと考えられます。

Shanghai Jiao Tong University, Chinaらのグループは、COVID-19の治療薬としてMSCを使うという方法を基本に、そのMSCに遺伝子工学的に改変を加え、ACE2-Fc融合タンパク質とscFv-IL6R-Fc融合タンパク質を分泌するように改変したものを治療に用いることを提案しています。前者は、SARS-CoV-2の感染阻害に有効であり、後者はIL-6のシグナルパスを抑制することでサイトカインストームを抑えることに効果があると考えられます。
本提案はアイデアに留まっている内容なので、実際の知見での有効性の確認が必要です。しかし、アイデアとしては面白いので紹介させて頂きました。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34007862/

Perelman School of Medicine, University of Pennsylvaniaらのグループは、高感度で高速検出な電気化学反応を利用した新型コロナウイルス検出のPOCTデバイス（RAPIDと命名）をプレゼンしています。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33997767/

SARS-CoV-2 Spikeタンパク質を検出するためにACE2がプローブとして使用されています。ACE2を電極上に固定化するために、二官能性化合物であるグルタルアルデヒドをリンカーとして使用し、BSAを用いてノンスペをブロッキングします。感度を上げるために、ナフィオンも使用されました。
ACE2 と SARS-CoV-2 Spikeタンパク質の結合が、ここで使用されているRedoxプローブ（ヘキサシアノ鉄酸塩）と電極間の電荷の流れに影響を及ぼすことを利用して、その電荷移動抵抗の変化を測定することで検出します。

結果として、10 fg/mL から 100 ng/mL の範囲で線形な反応を得ることが出来 (R2 = 0.993)、検出限界は2.18 fg/mL (S/N=3)となりました。測定時間も4分と非常に高速です（サンプルのインキュベーションに2分、測定と解析に2分）。

139 鼻腔swabサンプルを用いたブラインドテストでは（109は、RT-PCRでCOVID-19陽性、内30は、RT-PCRで陰性）、感度、特異度、正確性は鼻腔Swabサンプルで、それぞれ83.5%、100%、87.1%となり、唾液サンプルで、それぞれ100%、86.5%、90.0%となりました。

Arterra Bioscience SPA, Naples, Italyらのグループは、ザクロの皮からの抽出物（PPE）が、新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）の抗ウイルス薬になる可能性を示しています。
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2021.638187/full

ザクロの皮からの抽出物の二大成分は、プニカラギンとエラギタンニンです。

SARS-CoV-2 Spikeタンパク質とACE2の結合阻害実験が行われ、PPEが効果的に結合を阻害することが示されました（下図参照）。本実験において、AC384がコントロールとして使用されていますが、これはSARS-CoV-2のSpikeタンパク質とACE2の結合を阻害するモノクロ抗体です。

Human kidney-2 cells (HK-2)を用いての感染阻害実験も行われました。SARS-CoV-2 Spikeタンパク質をキャリーするレンチウイルスと、Vesicular stomatitis virus G (VSVG)タンパク質をキャリーするレンチウイルスが使用されました。PPEがSARS-CoV-2 Spikeレンチウイルスの感染を見事に阻害していることが分かります（下図参照）。

これらin vitroの実験結果は、PPEを用いた効果的で斬新な治療薬の開発を進める上において、非常に心強いものとなっています。