2020 Fiscal Year Research-status Report
糖尿病網膜症における神経‐グリア‐血管連関破綻機序の解明とグリア標的治療薬の創出
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18K06704
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
森 麻美 帝京大学, 薬学部, 講師 (80453504)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 薬理学 / 微小循環 / 神経‐グリア‐血管連関 / 網膜血管緊張度 / 網膜神経傷害 / 糖尿病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
網膜血管の恒常性維持には血管構成細胞のみならず、その周囲に存在する神経細胞やグリア細胞との相互作用も重要である。したがって、網膜における神経-グリア-血管連関 (Neurovascular unit) を包括的に保護することが糖尿病網膜症の予防・治療のために重要であると考えられる。そこで本研究は、網膜における neurovascular unit の詳細と糖尿病による neurovascular unit の破綻機序及びそれらにおけるグリア細胞の役割を解明し、最終的にはグリア細胞を標的とした糖尿病網膜症に対する新規予防・治療薬の創出を目的としている。
これまでに、健常ラット網膜において、神経細胞由来の一酸化窒素 (NO) がグリア細胞のリアノジン受容体依存的にアラキドン酸カスケードを活性化することにより、主にエポキシエイコサトリエン酸 (EETs) の産生・遊離を介して網膜血管を拡張させること、また網膜神経傷害ラットにおいては、 N-methyl-D-aspartic acid (NMDA) 及び NO 供与体による網膜血管拡張反応にグリア細胞が関与することを明らかにしている。2020 年度は in vivo 網膜血管機能実験により、糖尿病ラットにおいて NMDA による網膜血管拡張反応が減弱することを見出した。
本研究成果は、網膜神経傷害ラットまたは糖尿病ラットの網膜において neurovascular unit が破綻していることを示唆している。糖尿病ラットにおいても、網膜神経傷害ラットのように網膜神経が傷害された場合、グリア細胞が代償的に血管緊張度を調節する可能性がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでに、健常ラットの網膜において、神経細胞由来の NO がグリア細胞に作用し、リアノジン受容体依存的な細胞内 Ca2+ 濃度上昇を引き起こし、アラキドン酸カスケードを活性化することで血管を拡張させることを明らかにしている。また、網膜神経傷害ラットの網膜では、大部分の網膜神経節細胞が脱落するため、NMDA 及び NO による網膜血管拡張反応にグリア細胞が関与することも明らかにしている。
2020年度には糖尿病ラットにおいて、NMDA による網膜血管拡張反応が減弱することを見出したため、neurovascular unit 破綻機序の詳細を明らかにする予定であった。しかし、研究代表者の所属先が変更となったこと、またCOVID-19 の影響により、動物実験に関する倫理委員会に提出した申請書の承認取得や in vivo 実験システムの一部機器の補填に時間を要したことから、当初の予定よりも進捗に遅れが生じた。そこで 1年間の事業期間延長を行い、2018年度～2020年度の予定から2018年度～2021年度に変更した。2020年度に実施できなかった研究は、当初の予定に従って 2021年度に進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度に実施予定であった以下の研究計画を、2021年度に実施する。
①糖尿病ラットの網膜神経刺激による血管拡張機序：糖尿病の初期モデルラットを用い、NO 供与体による網膜血管拡張反応が変化するか否か、またその詳細な機序について、in vivoで評価する。さらに、EETs の硝子体内投与による網膜血管拡張反応が変化するか否かについても同様に評価する。
②糖尿病ラットの網膜神経及びグリア細胞の変化：糖尿病初期モデルラットの網膜フラットマウント標本及び網膜組織切片を作製し、免疫蛍光染色法により神経細胞及びグリア細胞の各種タンパク発現と構造変化を評価する。
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| Causes of Carryover |
理由：2020年度は、動物を用いた研究が予定通りに実施できなかったため。
使用計画：引き続き行う in vivo 実験に用いる試薬や硝子体内投与シリンジなどの消耗品、in vitro 実験に用いる免疫染色用の抗体やスライドガラスなどの消耗品、そして両実験に使用する動物の購入費に充てる。さらに、成果を英語論文にまとめ、英文校閲料などに充てる予定である。
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