ペリサイト消失網膜における炎症と線維化の細胞・分子機構の解明

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H03437
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 植村 明嘉 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (30373278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西山 功一 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 准教授 (80398221)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 網膜 / ペリサイト / 線維化 / ミクログリア / マクロファージ

Outline of Annual Research Achievements

新生仔マウスに抗PDGFRβ抗体を投与して網膜血管のペリサイトを消失させると、網膜表層の血管壁周囲に浸潤した単核食細胞が、徐々に網膜深層に移動する。さらに血管透過性亢進に伴う漿液性網膜剥離が発症した後は、単核食細胞が網膜下に蓄積し、筋線維芽細胞と緊密に接する。こうした知見から、ペリサイト消失網膜では単核食細胞が線維化を誘導すると考えられたが、内在性ミクログリアと骨髄由来炎症細胞の特異的役割については不明であった。そこで我々は、CX3CR1-CreERT2:R26R-EYFPレポーターマウスの網膜ペリサイトを消失させた上で、眼内および腹腔内にタモキシフェンを投与し、ミクログリアと骨髄由来炎症細胞の網膜内局在を解析した。その結果、急性炎症期ではミクログリアおよび骨髄細胞の双方に由来するマクロファージが網膜に浸潤するが、慢性炎症期への移行と線維化の進行に伴って、骨髄由来マクロファージが減少し、ミクログリアが残存することが明らかとなった。これらの結果から、ペリサイト消失網膜では主にミクログリアが線維化を誘導すると考えられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の予定通り順調に進展している

Strategy for Future Research Activity

ミクログリアの線維化誘導能を実証するため、ペリサイト消失網膜症モデルマウスの眼内に抗CSF1R抗体を投与してミクログリアを消失させた上で、線維化の変化を解析する。さらにFACS解析と免疫組織化学染色法を組み合わせることによって、線維化を誘導するミクログリア亜集団を同定する。また、単細胞RNAseq解析を用いて線維化誘導ミクログリアが発現するシグナル分子を探索する。最終的に、ミクログリア由来シグナルの機能を阻害する抗体製剤や低分子化合物をペリサイト消失網膜症モデルマウスに投与することによって、新規抗線維化薬の開発に展開する。

Research Products

• [Journal Article] Dll4 Suppresses Transcytosis for Arterial Blood-Retinal Barrier Homeostasis. (2020)
  • Author(s): Yang JM, Park CS, Kim SH, Noh TW, Kim JH, Park S, Lee J, Park JR, Yoo D, Jung HH, Takase H, Shima DT, Schwaninger M, Lee S, Kim IK, Lee J, Ji YS, Jon S, Oh WY, Kim P, Uemura A, Ju YS, Kim I.
  • Journal Title: Circ Res Volume: 126 Pages: 767-783
  • DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.119.316476
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Mechanisms of endothelial cell coverage by pericytes: computational modelling of cell wrapping and in vitro experiments. (2020)
  • Author(s): Sugihara K, Sasaki S, Uemura A, Kidoaki S, Miura T.
  • Journal Title: J R Soc Interface Volume: 17 Pages: 20190739
  • DOI: 10.1098/rsif.2019.0739
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Ursodeoxycholic Acid Attenuates the Retinal Vascular Abnormalities in Anti-PDGFR-β Antibody-Induced Pericyte Depletion Mouse Models. (2020)
  • Author(s): Shiraya T, Araki F, Ueta T, Fukunaga H, Totsuka K, Arai T, Uemura A, Moriya K, Kato S.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 10 Pages: 977
  • DOI: 10.1038/s41598-020-58039-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Semaphorin 3E/PlexinD1 signaling is required for cardiac ventricular compaction. (2019)
  • Author(s): Sandireddy R, Cibi DM, Gupta P, Singh A, Tee N, Uemura A, Epstein JA, Singh MK.
  • Journal Title: JCI Insight Volume: 4 Pages: 125908
  • DOI: 10.1172/jci.insight.125908
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Activated microglia promote fibrosis in pericyte-deficient retina (2020)
  • Author(s): Komine Y, Ikeda W, Inoue N, Kurata K, Ogasawara H, Goto S, Onishi A, Kurihara H, Imai T, Uemura A
  • Organizer: Keystone Symposium "Fibrosis and Tissue Repair: From Molecules and Mechanics to Therapeutic Approaches"
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pericyte deficiency sequentially induces inflammation, barrier breakdown, and fibrosis in retina (2019)
  • Author(s): Uemura A, Komine Y, Inoue N, Kurata K, Ikeda W, Ogasawara H, Nishioka E, Nishiyama K, Kurihara H, Imai T
  • Organizer: Asia Australia Vascular Biology Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 網膜血管障害における炎症と線維化 (2019)
  • Author(s): 植村明嘉
  • Organizer: 第123回日本眼科学会総会
  • Invited
• [Presentation] マクロファージを標的とした糖尿病網膜症の抗体医薬開発 (2019)
  • Author(s): 植村明嘉、池田わたる、西山功一、今井俊夫
  • Organizer: 第62回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Invited
• [Presentation] ペリサイト消失網膜における炎症と線維化 (2019)
  • Author(s): 植村明嘉
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
  • Invited