Unmet Needs in the Beyond VEGF Era: Macrophage Educational Therapy for Retinal Fibrosis and Ischemia

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K11456
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 中尾 新太郎 九州大学, 医学研究院, 講師 (50583027)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 園田 康平 九州大学, 医学研究院, 教授 (10294943) ; 吉田 茂生 久留米大学, 医学部, 教授 (50363370)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 抗VEGF療法 / 炎症 / マクロファージ / 網膜虚血 / 網膜下線維化 / シングルセル / 上皮間葉移行

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は抗VEGF療法により改善されない網膜下線維化と網膜虚血という２つの病態解明をマクロファージの観点から解明することである。
網膜虚血はマウス高酸素負荷虚血モデルを使用し、M1M2マクロファージの浸潤、M1M2マーカーmRNAレベルでの発現上昇を観察し、虚血領域にはM1マクロファージが有意に存在することを観察した。M1マクロファージを主に消去する塩化ガドリニウムにより虚血の改善を認めた。又以前われわれが同マウスモデルにて網膜虚血を改善することを報告しているROCK阻害剤によってもM1マクロファージの有意な減少を観察した。このROCK阻害剤投与ではMIPではなくMCP1特異的な発現抑制を認めCCR2陽性細胞浸潤を抑制していた。又抗VEGF阻害剤では虚血改善は認めず、むしろM1マクロファージ増加を認めた。詳細な分画同定検討により、末梢血由来のCCR2,CX3CR1陽性細胞関与が示唆された。さらにこれら細胞群の遺伝子発現解析のためシングルセル解析を行なった。
網膜下線維化検討のためにレーザー誘導脈絡膜新生血管マウスモデルを用いた。Fate mapping解析を行い、線維化の主要構成成分であるmyofibroblastはRPE由来であることを確認した。またRPEからmyofibroblastの変化には上皮間葉移行EMTの関与が報告されているが、ROCK阻害剤, ROCK RPE特異的ノックアウトマウスにより網膜下線維化が抑制された。in vitroの解析においてもROCK阻害剤によってEMTのみならず、METが生じていることを観察した。これらより網膜下線維化の発生にはROCK活性化によるRPEのEMTが関与しており、ROCK阻害剤は網膜下線維化予防さらには改善の分子標的薬剤の候補であることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Claudin-5 Redistribution Induced by Inflammation Leads to Anti-VEGF-Resistant Diabetic Macular Edema. (2020)
  • Author(s): Arima M, Nakao S, Yamaguchi M, Feng H, Fujii Y, Shibata K, Wada I, Kaizu Y, Ahmadieh H, Ishibashi T, Stitt AW, Sonoda KH.
  • Journal Title: Diabetes. Volume: 69 Pages: 981-999
  • DOI: 10.2337/db19-1121.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Microaneurysm Imaging Using Multiple En Face OCT Angiography Image Averaging: Morphology and Visualization. (2020)
  • Author(s): Kaizu Y, Nakao S, Wada I, Arima M, Yamaguchi M, Ishikawa K, Akiyama M, Kishimoto J, Hisatomi T, Sonoda KH.
  • Journal Title: Ophthalmol Retina. Volume: 4 Pages: 175-186
  • DOI: 10.1016/j.oret.2019.09.010.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Branch retinal artery occlusion in the untreated contralateral eye following aflibercept injections during heparin treatment: Possible contribution of a heparin-induced thrombocytopenia-like condition. (2020)
  • Author(s): Nakao S, Yoshimitsu M, Kaizu Y, Wada I, Yamaguchi M, Sonoda KH.
  • Journal Title: Am J Ophthalmol Case Rep. Volume: 16 Pages: 100549
  • DOI: 10.1016/j.ajoc.2019.100549.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Innate immune response in retinal homeostasis and inflammatory disorders. (2020)
  • Author(s): Murakami Y, Ishikawa K, Nakao S, Sonoda KH.
  • Journal Title: Prog Retin Eye Res. Volume: 74 Pages: 100778
  • DOI: 10.1016/j.preteyeres.2019.
• [Journal Article] Flow Density in Optical Coherence Tomography Angiography is Useful for Retinopathy Diagnosis in Diabetic Patients. (2019)
  • Author(s): Kaizu Y, Nakao S, Arima M, Hayami T, Wada I, Yamaguchi M, Sekiryu H, Ishikawa K, Ikeda Y, Sonoda KH.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 9 Pages: 8668
  • DOI: 10.1038/s41598-019-45194-z.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Capillary dropout is dominant in deep capillary plexus in early diabetic retinopathy in optical coherence tomography angiography. (2019)
  • Author(s): Kaizu Y, Nakao S, Arima M, Wada I, Yamaguchi M, Sekiryu H, Hayami T, Ishikawa K, Ikeda Y, Sonoda KH.
  • Journal Title: Acta Ophthalmol. Volume: 97 Pages: e811-e812
  • DOI: 10.1111/aos.14041.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Local Proliferation of CD206+ CX3CR1+ Macrophages at the Vitreoretinal Interface in Diabetic Retinopathy (2019)
  • Author(s): Nakao S, Yamaguchi M, Wada I, Kaizu Y, Arima M, Ishikawa K, Nakama T, Shiraishi W, Yamasaki R, Kira J, Ishibashi T, Sonoda KH
  • Organizer: ARVO
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Local Proliferation of Macrophages at the Vitreal Interface in Diabetic Retinopathy (2019)
  • Author(s): Nakao S
  • Organizer: Aegean Retina XVI
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Hyperreflective membrane at Vitreoretinal Interface Contributes to Retinal Thickness in DME but not Response to IVR Therapy : A Ultra High-Resolution Optical Coherence Tomography Study (2019)
  • Author(s): Nakao S
  • Organizer: The 12th Joint Meeting of Chinese-Japanese-Korean Ophthalmologists
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Microaneurysm Imaging using Multiple En Face OCTA Image Averaging: Morphology and Visualization (2019)
  • Author(s): Nakao S, Kaizu Y, Wada I, Arima M, Yamaguchi M, Ishikawa K, Akiyama M, Sonoda KH
  • Organizer: 52th Retina Society Meeting
  • Int'l Joint Research