抗HMGB1単クローン抗体による出血性脳卒中の治療薬可能性の検討

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K08909
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 劉 克約 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (40432637)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西堀 正洋 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (50135943)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 脳出血 / 硬膜外出血 / 抗体医薬 / HMGB1

Outline of Annual Research Achievements

High mobility group box1(HMGB1)は、有核細胞の核内に存在する非ヒストンタンパク質で、転写調節やDNA 修復に関与するタンパク質である。HMGB1 は壊死細胞やある種の刺激を受けた細胞から細胞外へ放出され、炎症メディエーターとして注目される。申請者は、HMGB1 を標的とする抗体医薬を発想し、すでにラットの脳梗塞、脳外傷モデルで、抗HMGB1 単クローン抗体が血液脳関門 保護と脳内炎症抑制を介し、劇的な脳浮腫抑制作用を発揮することを明らかにしてきた。脳卒中は、虚血性と出血性に大別できるが本研究では脳実質及び硬膜下出血動物モデルを用いて、出血性脳卒中に対する抗HMGB1 単クローン抗体の評価を行い、汎用性治療薬としての可能性を検討した。脳実質出血好発部位である線条体へコラゲナーゼを微量投与することにより安定したラットの脳実質出血モデルを作成した。ラット頭蓋骨に小穴を開け、硬膜下に27G 針を挿入し，動脈より採取した0.3mlの自家血を3分間かけて注入し、硬膜下出血モデルを作成した。両者ともX 線CT 装置で血腫を確認し、一定の神経症状を呈する個体を選別し、抗HMGB1 抗体の治療効果の評価を行った。抗HMGB1抗体の投与は硬膜外出血後の脳血管攣縮及び脳内出血後の血腫周囲の炎症反応を著明に抑制した。脳出血障害によって、血腫周囲の神経細胞の核内に局在したHMGB1は核膜部位に集積後、細胞質へ移行した像が観察された。脳障害によって神経細胞の核から放出されるHMGB1は脳血管攣縮及び脳内出血後の二次性炎症反応を引き起こす重要な因子であることを実験によって、証明できた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

上述したように、安定したラットの脳実質出血及び硬膜外出血モデルを用いることで、脳の出血性損傷における抗HMGB1抗体の役割についての結果を得た。本研究の第一の目標である、脳内出血することによる二次性炎症反応、脳血管攣縮の発症を抗HMGB1抗体で抑制できることを明らかにし、最初の目的を達成することができたものと考える。

Strategy for Future Research Activity

今後の検討要因としては、脳出血による血管攣縮、脳血流量の変化と抗体投与効果を解析するため、レーザードップラー血流測定計で経時的に脳血流を測定する。さらに、血液凝固因子トロンビンにより誘発される神経細胞死の過程におけるHMGB1 の役割を解明することを目的としている。

Research Products

• [Journal Article] Anti-high mobility group box-1 (HMGB1) antibody attenuates delayed cerebral vasospasm and brain injury after subarachnoid hemorrhage in rats. (2016)
  • Author(s): Haruma J, Teshigawara K, Hishikawa T, Wang D, Liu K, Wake H, Mori S, Takahashi HK, Sugiu K, Date I, Nishibori M.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6:37755 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1038/srep37755
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Involvement of high mobility group box 1 in the development and maintenance of chemotherapy-induced peripheral neuropathy in rats. (2016)
  • Author(s): Nishida T, Tsubota M, Kawaishi Y, Yamanishi H, Kamitani N, Sekiguchi F, Ishikura H, Liu K, Nishibori M, Kawabata A
  • Journal Title: Toxicology Volume: 365 Pages: 48-58
  • DOI: 10.1016/j.tox.2016.07.016
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Possible involvement of the HMGB1/RAGE signaling mechanism in the induction of central post-stroke pain induced by acute global cerebral ischemia. (2016)
  • Author(s): Harada S, Matsuura W, Liu K, Nishibori M, Tokuyama S.
  • Journal Title: Brain Res. Volume: 1646 Pages: 433-440
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2016.06.028
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] HMGB1 Translocation After Ischemia in the Ovine Fetal Brain. (2016)
  • Author(s): Zhang J, Klufas D, Manalo K, Adjepong K, Davidson JO, Wassink G, Bennet L, Gunn AJ, Stopa EG, Liu K, Nishibori M, Stonestreet BS.
  • Journal Title: J Neuropathol Exp Neurol. Volume: 75(6) Pages: 527-538
  • DOI: 10.1093/jnen/nlw030
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Peripheral HMGB1-induced hyperalgesia in mice: Redox state-dependent distinct roles of RAGE and TLR4. (2016)
  • Author(s): Yamasoba D, Tsubota M, Domoto R, Sekiguchi F, Nishikawa H, Liu K, Nishibori M, Ishikura H, Yamamoto T, Taga A, Kawabata A
  • Journal Title: J Pharmacol Sci. Volume: 130(2) Pages: 139-142
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2016.01.005
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Anti-HMGB1 therapy for intracerebral hemorrhage (2017)
  • Author(s): 王登莉、劉克約、和氣秀徳、勅使川原匡、森秀治、西堀正洋
  • Organizer: 第90回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-17
• [Presentation] Role of spinal high mobility group box-1 associated receptors in the induction of central post-stroke pain and the involvement of glia cells in this mechanism (2017)
  • Author(s): 松浦渉、原田慎一、劉克約、西堀正洋、徳山尚吾
  • Organizer: 第90回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-17
• [Presentation] Anti-HMGB1 mAb attenuates cerebral vasospasm and brain injury after subarachnoid hemorrhage in rats (2016)
  • Author(s): 勅使川原匡、春間純、菱川朋人、王登莉、劉克約、和氣秀徳、森秀治、高橋英夫、杉生憲志、伊達勲、西堀正洋
  • Organizer: 第130会日本薬理学会近畿部会
  • Place of Presentation: 京都大学百周年時計台記念館
  • Year and Date: 2016-11-19 – 2016-11-19
• [Presentation] ラット脳内出血モデルにおける2次性炎症反応と抗HMGB1抗体効果 (2016)
  • Author(s): 西堀正洋、王登莉、劉克約、和氣秀徳、勅使川原匡、森秀治
  • Organizer: 第37回日本炎症・再生医学会，京都，2016
  • Place of Presentation: 京都市勧業館みやこめっせ
  • Year and Date: 2016-06-16 – 2016-06-16
• [Remarks] 脳虚血におけるHMGB1の動態と虚血性脳障害に対する抗HMGB1抗体の効果
  • URL: http://www.okayama-u.ac.jp/user/pharmaco/research.html