経口投与可能なTrkB作動薬による新たな内耳治療戦略の構築

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K16895
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 木下 淳 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (10755648)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 内耳障害 / 難聴 / めまい / BDNF / TrkB

Outline of Annual Research Achievements

内耳を形成する蝸牛・前庭の障害は薬物、騒音、加齢など様々な原因で生じ、めまいや難聴をきたすが有効な治療法は存在しない。申請者は脳由来神経栄養因子BDNFの特異的受容体TrkBの作動薬である7,8-Duhydroxyflavone(DHF)を前庭障害モデルの動物に経口投与するとBDNF類似の作用により最終的に前庭機能が改善することを明らかにしている。
本研究では第一に前庭障害および蝸牛障害モデル動物に対する7, 8-DHF投与後のTrkBシグナル伝達機構の解明を目的としている。
前庭障害モデル動物は耳毒性を持つゲンタマイシン(GM)をモルモットの蝸牛内に投与することで作製した。この前庭障害モデルをA)DHF単独投与、B)Cyclotraxin-B（TrkB受容体阻害薬）単独投与、C)DHF＋Cyclotraxin-B同時投与の3群に分け、D)GM未処置対照群とあわせて解析した。免疫組織学的検討では、A群はB, C群と比較して半規管有毛細胞密度、前庭神経軸索密度、前庭神経-有毛細胞間シナプス密度が有意に高く、同様にTrkBの下流シグナル分子と考えられるAKT, ERK, PLC-γの活性化がA群で多くみられた。これらの結果は経口的に投与されたDHFが前庭組織に到達し、TrkB受容体を介して前庭障害改善効果が生じたことを示唆する。
蝸牛障害モデル動物はマウスに対し騒音暴露（120dB、4-kHzオクターブバンドノイズ、4時間）することで作製した。前庭障害と同様のA)～C)の3群マウスにおいて、騒音暴露後1、7、14、28日目に蝸牛を採取し、D)騒音暴露なしの対照群と合わせて聴性脳幹反応による聴力変化、蝸牛神経軸索密度、ラセン神経節細胞密度、蝸牛神経-有毛細胞間のシナプス密度につき解析中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

初年度計画として掲げた前庭障害に対する7,8-DHF経口投与後のTrkBシグナル伝達機構の解明については概ね目的を達成し、蝸牛障害に対する同様の解析については組織採取まで完了し、その後の免疫組織学的な解析を残すのみとなっているため。

Strategy for Future Research Activity

TrkB受容体はSHP-1およびSHP-2を介して不活化することが知られており、SHP-1/-2の発現抑制によりDHFの作用促進が期待される。今後はこれまで作成した前庭障害モデル、蝸牛障害モデルを、A)DHF単独投与、B)SHP-1 siRNA単独投与、C)SHP-2 siRNA単独投与、D)DHF＋SHP-1 siRNA同時投与、E)DHF＋SHP-2 siRNA同時投与、F)DHF+SHP-1 siRNA+SHP-2 siRNA同時投与の6群に分け、G)GM未処置ないし騒音暴露なしの対照群とあわせて、SHP阻害単独での治療効果およびTrkB作動薬との相乗的な内耳障害治療効果を機能的、組織学的に検証する。なお、SHP阻害によるTrkBの抑制阻害が進まない時はSHP siRNAの投与濃度や投与時期の再検討をすると共に、SHPより上流のPIR-B欠損マウスを用いることなどにより対応する。