加齢黄斑変性の病態における酸化ストレスとNrf2 activatorの有効性

• Project/Area Number: 21K16912
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56060:Ophthalmology-related
• Research Institution: National Defense Medical College
• Principal Investigator: 高山 圭 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 眼科学, 講師 (10735947)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: 酸化ストレス / Nrf2 / 網膜色素上皮細胞 / 加齢黄斑変性 / 光障害 / 新規治療法

Outline of Research at the Start

加齢黄斑変性(AMD)の病態に酸化ストレスと慢性炎症が関与し、青色光曝露が危険因子である。青色LEDの普及により青色光に接する機会が急速に増えており、今後のAMD症例数増加が懸念される。
網膜細胞を青色光照射下で培養すると活性酸素が発生しアポトーシスが惹起され酸化ストレスへの防御因子が亢進すること、酸化ストレス産生物質がAMD発症眼に蓄積するが、網膜細胞に青色光が照射された際の酸化ストレスとサイトカインの関連について既報はない。今回、青色光の網膜障害に関与するサイトカインを網羅的に解析同定する事で、AMDに対する適切な抗炎症治療と特定のサイトカインを抑制する新規治療法を開発できる可能性がある。

Outline of Annual Research Achievements

青色光照射によって網膜色素上皮細胞（ARPE-19）が傷害されることをTUNEL染色、LDHおよび電子顕微鏡によって確認し、その傷害に酸化ストレスが関与することを酸化ストレス（Reactive Oxigen Species)の上昇で確認した。
また、Nrf2 activatorであるDimethyl fumarate（DMF）を青色光照射を行う前にARPE-19の培養液に投与することで青色光照射による細胞障害が減少すること、培養液のサイトカインをMultiplex polymerase chain reaction Testで網羅的に解析すると複数の炎症性サイトカインが変化したことを確認した。

細胞障害の減少となったメカニズムとしてNrf2の核内移行による抗酸化能の亢進が予想されるが、DMF投与の有無によるNRF2タンパクの増加や核内移行についてARPE-19を用いた実験を複数回行ったが確認できなかった。５年計画ではこれらNRF2増加の確認や、さらにはマウスをDMFを摂食させて実験的加齢黄斑変性を作成することでその変化を評価する動物実験も行う予定ではあったが、上記で終了となった。

上記内容について日本眼科学会総会にて学会発表を行った。

Research Products

• [Presentation] Dimethy Fumarateによる青色光照射からの網膜色素上皮細胞の保護 (2021)
  • Author(s): 高山圭、西尾佳明、佐藤智人、染谷秀彬、播本幸三、竹内大
  • Organizer: 第125回日本眼科学会総会