糖尿病誘引の慢性炎症による角膜幹細胞と神経への影響-マクロファージの動態に着目-

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09463
• Research Institution: St. Marianna University School of Medicine
• Principal Investigator: 上野 宏樹 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (30529897)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上野 聰樹 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 名誉教授 (20109010) ; 服部 貴明 東京医科大学, 医学部, 兼任講師 (20408173) ; 鈴木 登 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (40235982)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 糖尿病 / 慢性炎症 / 角膜三叉神経 / 角膜幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

糖尿病もしくはメタボリック症候群の状況により誘引された慢性炎症は角膜三叉神経と角膜幹細胞に対して阻害因子であるという仮説のもとに、糖尿病モデルマウスを用いて重症糖尿病を仮想し、慢性炎症反応誘導時のケモカイン、炎症性サイトカイン、抗炎症性サイトカインの経時的評価、更に角膜幹細胞、角膜三叉神経に対する影響を検討する事が目的である。
糖尿病モデルマウス群と比較して糖尿病モデルマウスにliposomal clodronate結膜下注射を施行した群は神経のマーカーであるβIII tubulinの発現が正常マウス群と似た角膜上皮下神経叢の所見を示した。一方糖尿病マウスにliposomal clodronate結膜下注射を施行した群の炎症性サイトカインのmRNA定量をReal Time PCRにて測定したが、炎症性サイトカインであるTumor Necrosis Factor α (TNF-α) やInterferon γ (IFN-γ) には糖尿病マウスと比較して変化を及ぼしていなかった。また知覚神経細胞の分化促進や生存・機能維持作用を示す神経成長因子（NGF: Nerve Growth Factor）、高親和性受容体のtropomyosin receptor kinase(Trk)A、低親和性受容体のp75に関しても糖尿病マウスと比較して有意的な変化を認めなかった。
以上のことから重症２型糖尿病に対して糖尿病角膜障害をきたした際、マクロファージ枯渇薬を用いることで三叉神経支配である角膜上皮下神経叢障害保護の可能性を示唆した。これはliposomal clodronateが細胞内でATP類似体としてATP代謝を阻害する事を踏まえると、神経伝達物質受容体と類似するイオンチャネル内蔵型受容体（P2X)とGタンパク質共役型受容体（P2Y）を持つATP受容体経路を介した慢性疼痛発症メカニズムの関与が考察される。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

重症糖尿病による慢性炎症が角膜三叉神経と角膜幹細胞に影響を及ぼすと仮説を立て研究を現在すすめているが、一部のサイトカインに変動はみられるものの、in vitro実験にて鍵となる分子特に神経保護因子の立証に引き続き時間を割いている状況である。

Strategy for Future Research Activity

糖尿病モデルマウス群と比較して糖尿病モデルマウスにマクロファージを枯渇するliposomal clodronate（クロドロン酸）結膜下注射を施行した群はβIII tubulinの発現が正常マウス群と似た角膜上皮下神経叢の所見を示した。以上を踏まえ、重症糖尿病誘引の慢性炎症環境時におけるサイトカインの関係性を詳細に解明することで神経保護の可能性を目標とする。

Causes of Carryover

重症糖尿病による慢性炎症が角膜三叉神経と角膜幹細胞に影響を及ぼすと仮説を立て研究を進めており、in vivo実験で三叉神経支配である角膜上皮下神経叢障害保護の誘因となった神経因子のより詳細なメカニズムを究明している。従ってより鍵となる分子の立証のためin vitro追加実験を行う事が現段階で重要課題と考え、次年度使用額を割り当てる計画とする。