2019 Fiscal Year Research-status Report
The therapeutic potential of GLP-1 receptor antagonists for the treatment of spinal cord injury
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18K09084
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
加藤 裕幸 東海大学, 医学部, 講師 (40348678)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 雅彦 東海大学, 医学部, 教授 (40220925)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 脊髄損傷 / アポトーシス / 小胞体ストレス / GLP-1受容体作動薬 / エキセナチド / マクロファージ / オリゴデンドロサイト前駆細胞(OPC) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
われわれは脊髄損傷後の二次障害における小胞体ストレスに着目し，小胞体ストレス応答能が相対的に低いオリゴデンドロサイト前駆細胞(OPC)が小胞体ストレスを介したアポトーシスで失われることを確認してきた．小胞体ストレス応答能を増強するアミロライド投与によりOPCアポトーシスが減少し，再髄鞘化と有意な機能回復が得られた．しかし循環動態が不安定な脊髄損傷急性期に降圧効果のあるアミロライド投与は臨床的に困難であり，それに代わる薬剤が望まれた．そこで本研究では，小胞体ストレス応答能を増強することで脊髄損傷後の機能障害を軽減できるとの仮定の基，脊髄損傷ラットモデルに小胞体ストレス応答能増強作用が指摘されている糖尿病治療薬グルカゴン用ペプチド-1（GLP-1）受容体作動薬（エキセナチド）を投与し，その効果を検証している．
10週齢雌SDラットでIH impactorを用いて第10胸椎高位に脊髄圧挫損傷を作成した．治療群では，損傷直後と受傷後7日にエキセナチドを，対照群ではPBSを皮下投与した．エキセナチドによる低血糖の有無を検証するため，血糖値を測定した．損傷前及び損傷翌日より損傷後14日目まで隔日でBBBスコアによる後肢機能評価を行った．損傷脊髄を摘出し，小胞体ストレスの際に発現するGRP78とCHOPを指標として、タンパク定量を行った。また損傷脊髄で凍結切片を作成し，オリゴデンドロサイト前駆細胞(OPC)やアストロサイトにおけるGRP78・CHOP陽性率とマクロファージのM1/M2比の比較検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現段階までの結果として，エキセナチド投与群においてDay 7以降，対照群と比較し有意にBBBスコアが改善することを確認した．低血糖は発生せず，2群間で血糖値に有意差はなかった．Western blotと免疫染色ではDay ３でGRP78発現量が有意に増加し，Day 14でCHOP発現量が有意に減少し，小胞体ストレス応答能の増強が確認された．OPC細胞数はDay14においてエキセナチド投与群で有意に高かった．また損傷周囲に浸潤したマクロファージに関しては組織障害性のM1型は２群間で差はなかったが，免疫制御や組織修復作用のあるM2型はエキセナチド投与群が早期に有意に高かった．
平成31年度の研究は，申請計画書から多少解離した内容で進めている．その大きな理由としては，エキセナチド投与群においてDay 7以降，対照群と比較し有意にBBBスコアが改善していることから，その効果はかなり早期に発揮されていることが明らかなになったからである．計画書では，エキセナチド投与によるOPCの生存と分化に与える影響と，再髄鞘形成への効果を検討することを計画していたが，再髄鞘化の効果は受傷後約1か月後に出現すると思われ，より早期の機序を検討する必要があると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在進めている解析はエキセナチドが脊髄損傷後の急性期炎症や二次障害にどのような効果を発揮するかをより詳細に検討する研究である．損傷後の浸潤マクロファージにおいて免疫制御や組織修復作用のあるM2型の比率が上昇することからも炎症反応の変化が確認しているが，それをもたらす分子的機構が不明である．そこで，対照群とエキセナチド投与群の脊髄を摘出し，real time PCRで急性期炎症に関与するサイトカインや，小胞体ストレスに関連するシグナル変化の検証を進めている．また，脊髄損傷において血液脊髄関門の破綻が局所炎症の亢進に関わるとされているが，GLP-1受容体作動薬が血液脳関門の破綻を抑制する報告がなされたことに注目し，エキセナチド投与が血液脊髄関門の安定化に関わるのかを検証する研究も進めている．エキセナチドによる急性期反応への効果を検証してから，申請計画書に挙げたGLP-1受容体拮抗薬を用いた研究を検討する．
研究報告は遅れているのが現状である．脊髄損傷後のエキセナチド投与が血糖値に悪影響を及ぼすことなく，ERストレス応答能の増強を通じてOPCのアポトーシスを抑制し，機能回復をもたらしたことを研究協力者である野村慧が投稿した段階である．またその追跡調査で，損傷周囲の浸潤マクロファージにおいて，組織障害性のM1型で明らかな変化はなかったが，免疫制御や組織修復作用のあるM2型がエキセナチド投与群で有意に上昇することを研究協力者である野口俊洋が現在まとめており，令和2年度に論文投稿を予定している．
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| Causes of Carryover |
研究費の残存が小額となり，次年度の請求書で精算する方針とした．
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