Expression and function of tight junction proteins in retinal microvascular endothelial cells in the rat model of diabetic retinopathy

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K09415
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 稲富 周一郎 札幌医科大学, 医学部, 講師 (10437999)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大黒 浩 札幌医科大学, 医学部, 教授 (30203748) ; 日景 史人 札幌医科大学, 医学部, 講師 (30837547)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 糖尿病性網膜症 / 微小脳血管内皮細胞 / タイト結合関連分子

Outline of Annual Research Achievements

糖尿病モデルラットから初代微小脳血管内皮細胞を分離・培養しその内皮細胞のバリヤ機能を制御するタイト結合関連分子の発現と局在などの形態とそのバリヤ機能（透過性または抵抗）を検討し、糖尿病網膜症における微小血管内皮細胞の機能異常を分子レベルで解明することが本研究の目的である。これまでの研究で糖尿病モデルラットであるSDTラットの脳から微小脳血管内皮細胞の分離培養に成功し、細胞間接着分子であるOccludinとタイト結合関連分子であるClaudin-5(Cld-5)発現と局在をウエスタンブロット法及び免疫染色にて確認し、OccludinとCld-5がco-localizeしていることを確認した。また、過去に示された脳血管内皮のタイト結合機能がcAMPによって制御されていることより脳血管内皮細胞にcAMPを作用させると、タイト結合バリヤー機能の指標である経上皮電気抵抗(transepithelial electrical resistance (TER))が3～4倍上昇することを確認した。また、グリア細胞から分泌される神経細胞に対し、生存維持作用を持つグリア細胞株由来神経栄養因子(glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF))が、脳血管内皮細胞のタイト結合のバリヤー機能を亢進することを見出した。また、GDNFが網膜血管のバリヤー機能を亢進させる作用があること確認した。GDNFがVEGFを介してタイト結合関連蛋白の発現に与える影響を検討してきたが、正常ラットの微小脳血管内皮細胞でのGDNF投与によるVEFG発現の変化は認めず、GDNFとVEGF同時投与による網膜血管のバリアー機能を検討したが、GDNF・VEGFの共役した効果を認めなかった。