The neuroprotective mechanism of lipoproteins for optic nerve degeneration.

• Project/Area Number: 18K07376
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: Hideki Hayashi 東京薬科大学, 薬学部, 准教授 (90508657)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: リポタンパク質 / 神経保護 / 緑内障 / グリア細胞 / アポリポタンパク質E含有リポタンパク質 / LRP1 / 神経保護、 / アルファ２マクログロブリン / リポタンパク質受容体 / 視神経変性

Outline of Final Research Achievements

Glaucoma is a progressive neurodegenerative disease in which the optic nerve is damaged and visual field defect is induced. In the previous study, we showed that alpha 2 macroglobulin (a2M) acts as an interfering factor in the optic nerve protective effect of glia-derived apolipoprotein E-containing lipoproteins (E-LP). In this study, we elucidated the mechanism by which E-LP suppresses a2M expression in retinal glia, and it is possible to provide an environment in which E-LP can indirectly exert the optic nerve protective effect by reducing this interfering factor a2M.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、視覚障害原因疾患第1位の緑内障に対し、眼圧降下薬以外の治療薬の開発を目的としてグリア細胞由来アポリポタンパク質E含有リポタンパク質（E-LP）の視神経保護効果に着目した。以前の研究で明らかにしたE-LPの直接的な視神経保護効果に加え、本研究成果ではE-LPがグリア細胞に対し妨害因子を抑制することで視神経保護効果を発揮しやすい環境を整えている可能性を示した。本成果を発展させることによりE-LPの視神経保護機構を利用した新たな緑内障治療薬の開発研究が進展することを期待する。

Research Products

• [Journal Article] Effects of laminin-111 peptide coatings on rat neural stem/progenitor cell culture. (2021)
  • Author(s): Hayashi H, Horinokita I, Yamada Y, Hamada K, Takagi N, Nomizu M.
  • Journal Title: Experimental Cell Research Volume: 400 Issue: 1 Pages: 112440-112440
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2020.112440
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Investigating the Relationship Between Neuronal Cell Death and Early DNA Methylation After Ischemic Injury. (2020)
  • Author(s): Asada M, Hayashi H, Murakami K, Kikuiri K, Kaneko R, Yuan B, Takagi N.
  • Journal Title: Frontiers in Neuroscience Volume: 14 Pages: 581915-581915
  • DOI: 10.3389/fnins.2020.581915
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Furin-mediated cleavage of LRP1 and increase in ICD of LRP1 after cerebral ischemia and after exposure of cultured neurons to NMDA (2019)
  • Author(s): Yamada Mariko、Hayashi Hideki、Suzuki Kaori、Sato Shoko、Inoue Daisuke、Iwatani Yui、Ohata Meiko、Yuan Bo、Takagi Norio
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Issue: 1 Pages: 11782-11782
  • DOI: 10.1038/s41598-019-48279-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 虚血性神経障害における DNA メチル化の役割 (2021)
  • Author(s): 浅田 眞由美、林 秀樹、村上 健二郎、菊入 健斗、金子 遼太郎、袁 博、高木 教夫
  • Organizer: 第94回 日本薬理学会年会
• [Presentation] リポタンパク質受容体LRP1シグナルによる視神経保護 (2020)
  • Author(s): 林 秀樹、高木 教夫
  • Organizer: 第63回 日本神経化学会大会
• [Presentation] グリア細胞由来リポタンパク質のLRP1を介した神経保護と緑内障治療への応用 (2020)
  • Author(s): 林 秀樹、高木 教夫
  • Organizer: 第93回 日本生化学会大会
• [Presentation] Neuroprotective roles of apolipoprotein E containing lipoproteins in neurons and glia of retina (2019)
  • Author(s): H. Hayashi, M. Mori, M. Yamada, B. Yuan, N. Takagi
  • Organizer: Neuroscience 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アポE含有リポタンパク質による初代培養網膜グリア細胞のα2マクログロブリン発現調節機構の解析 (2019)
  • Author(s): 竹村映美、林 秀樹、向垣内千早、袁 博、高木 教夫
  • Organizer: 第140回 日本薬理学会関東部会
• [Presentation] 虚血性脳神経障害時のLRP1プロセシングと神経細胞死の関連 (2019)
  • Author(s): 今村唯、堀之北一朗、林 秀樹、高木 教夫
  • Organizer: 第140回 日本薬理学会関東部会
• [Presentation] 網膜のリポタンパク質受容体LRP1と視神経生存 (2019)
  • Author(s): 林 秀樹、森 みすず、原嶋美奈、橋爪達哉、向垣内千早、山田まりこ、袁 博、高木教夫
  • Organizer: 第42回 日本分子生物学会年会
• [Presentation] Apo E-containing lipoproteins protect retinal ganglion cells from glaucomatous optic neuropathy via an LRP1-mediated pathway (2018)
  • Author(s): Hideki Hayashi, Misuzu Mori, Mariko Yamada, Bo Yuan, Norio Takagi
  • Organizer: 59th International Conference on the Bioscience of Lipids
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A possible neuroprotective mechanism of preventing LRP1 cleavage after ischemic brain damage (2018)
  • Author(s): Mariko Yamada, Hideki Hayashi, Yui Iwatani, Kaori Suzuki, Bo Yuan, Norio Takagi
  • Organizer: 59th International Conference on the Bioscience of Lipids
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Protective effects of apolipoprotein E-containing lipoproteins against glaucomatous optic neuropathy (2018)
  • Author(s): Hideki Hayashi, Mariko Yamada, Misuzu Mori, Mio Kobayashi, Hikaru Koide, Takuya Kojima, Chihaya Mukaigaito, Bo Yuan, Norio Takagi
  • Organizer: 18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Roles of low density lipoprotein receptor-related protein 1 ligands in glaucomatous optic neuropathy (2018)
  • Author(s): Hideki Hayashi, Misuzu Mori, Mariko Yamada, Bo Yuan, Norio Takagi
  • Organizer: 第92回日本薬理学会年会
• [Presentation] ラット緑内障モデルのアポE含有リポタンパク質による視神経保護とα2-マクログロブリンの働き (2018)
  • Author(s): 林 秀樹、森 みすず、山田 まりこ、袁 博、高木 教夫
  • Organizer: 第60回 日本脂質生化学会
• [Presentation] 虚血性脳神経障害時の LRP1 プロセシングと神経生存 (2018)
  • Author(s): 山田 まりこ、林 秀樹、井上 大輔、大畑 芽衣子、松嶋 菜穂子、袁 博、高木 教夫
  • Organizer: 第60回 日本脂質生化学会
• [Remarks] 東京薬科大学応用生化学教室ホームページ
  • URL: https://www.ps.toyaku.ac.jp/ouyoseika/