Acute retinal regenerative medicine with low molecular weight cocktail

Research Project

Project/Area Number	21H03094
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 56060:Ophthalmology-related
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	園田康平九州大学, 医学研究院, 教授 (10294943)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	石川桂二郎九州大学, 医学研究院, 助教 (00795304) 武田篤信九州大学, 医学研究院, 准教授 (40560313) 村上祐介九州大学, 大学病院, 講師 (50634995) 有馬充九州大学, 大学病院, 学術研究員 (60772845) 中島欽一九州大学, 医学研究院, 教授 (80302892)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000) Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000) Fiscal Year 2022: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000) Fiscal Year 2021: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords	網膜 / 視細胞 / 再生医療 / 低分子化合物 / 急性期治療 / 自然炎症 / 網膜前駆細胞 / 網膜再生医療
Outline of Research at the Start	眼科領域での再生医療は目覚ましく発展し、ES細胞やiPS細胞を用いて網膜細胞を再構成できるようになった。一方、幹細胞由来細胞を補充する再生医療には倫理的・経済的ハードルがあり、機能再生まで道のりは長い。申請者は「視機能喪失前に、原疾患治療と同時に行う再生医療」を別立てで考えてきた。炎症状態でグリア細胞が神経前駆細胞へ「リプログラミング」されることから、先行研究でそのプロセスを促進する候補遺伝子スクリーニングを行った。本研究ではその中から必須遺伝子を決定し、治療に耐える低分子化合物カクテルを決定する。
Outline of Annual Research Achievements	近年眼科領域での再生医療は目覚ましい発展を遂げ、ES細胞やiPS細胞を用いて立体網膜や神経節細胞を再構成できるようになった。困難とされてきた視覚関連神経再生が「先の見える目標」となり、失明患者の福音になると思われる。本研究の目的は、眼組織が決定的なダメージを受ける前に眼局所において内在性幹細胞を賦活化し、原疾患治療と同時に細胞レベルの再生を行う「自然再生治療」に道を拓くことである。これまで後眼部疾患の「自然再生医療」の可能性を探るために、「網膜剥離モデル」「実験的ぶどう膜炎モデル」「視神経挫滅モデル」の3つのマウス疾患モデルを使用した。我々の予備実験でこれらの疾患モデルにおいても、in vivoでex vivo同様の自己増殖能を獲得した前駆細胞が確認されたため、疾患モデルで前駆細胞を高い精度で抽出し、抽出物プロテオーム解析と次世代シーケンサーを用いたRNAシーケンスを行い、網膜神経幹細胞誘導・増殖因子の候補となるタンパク・遺伝子を同定した。視神経挫滅モデルが安定して誘導できなかったが、他の二つのモデルで候補タンパク・遺伝子を40個程度まで絞り込むことに成功した。そして魚類を使用してこれらの候補遺伝子の生体内での解析を行い、候補遺伝子を3つに絞り込んだ。この遺伝子産物タンパクを抑制する低分子化合物を選定し、そのカクテルをin vivoモデルに導入した。 in vivoモデルとして色素変性マウスとNMDUによる神経変性マウスを用いた。いずれのモデルでも4つの遺伝子を抑制する低分子化合物を硝子体腔に注入することで、ミュラー細胞が定常的にロドプシンを発現することを確認した。さらにこのロドプシン陽性細胞がシナプスを形成し、視機能向上することを確認した。知財化は九州大学知財部と協議しながら、現在適切な共同研究先企業を探索し、共同出願する準備中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason in vivoモデルで4つの遺伝子を抑制する低分子化合物を硝子体腔に注入することで、ミュラー細胞が定常的にロドプシンを発現することを確認した。さらにこのロドプシン陽性細胞がシナプスを形成し、視機能向上することを確認した。知財化は九州大学知財部と協議しながら、現在適切な共同研究先企業を探索し、共同出願する準備中である。
Strategy for Future Research Activity	知財化は九州大学知財部と協議しながら、現在適切な共同研究先企業を探索し、共同出願する準備中である。