Wnt/β-catenin経路を標的とした増殖硝子体網膜症の治療法の開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09994
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 木許 賢一 大分大学, 医学部, 准教授 (50315339)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久保田 敏昭 大分大学, 医学部, 教授 (30205140) ; 赤嶺 孝祐 大分大学, 医学部, 助教 (60799435)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: Wnt/β-catenin / 増殖硝子体網膜症 / 網膜色素上皮 / TGF-β2シグナル伝達 / 細胞外マトリックス

Outline of Annual Research Achievements

前年度までと同様にヒト網膜色素上皮細胞株ARPE-19を使用した。通常培養群、TGF-β2刺激群およびCBP/β-catenin阻害剤であるICG-001を前処理したTGF-β2刺激群の各3群の遺伝子発現状況の差異をRNAシークエンスを用いて網羅的に解析した。細胞外マトリックスの主成分である各種コラーゲン遺伝子に着目するとTGF-β2刺激群ではI、IV、V、VII、XVI、XVIII、XX、XXV型コラーゲンの発現が有意に上昇した。Wnt/β-catenin阻害剤：ICG-001はこのうちV、XVIII、XX型 コラーゲンの発現上昇を有意に抑制した。最も主要なI型コラーゲンの発現にはWnt/β-catenin経路は関与していないようである。次にTGF-β2刺激で非常に強い発現上昇のあるfibronectinの発現調節に関して、このバリアント発現を解析すると、正常では発現のないvariant 1、3、8、10、11がTGF-β2刺激で出現した。興味深いことにICG- 001はこのfibronectin variantの発現を全て有意に抑制した。一方、細胞外マトリックスの分解に関与するMMP分子を見るとTGF-β2刺激群で上昇するMMP2、MMP3、MMP11の発現上昇をICG- 001は有意に抑制した。また組織の線維化に深く関与するペリオスチンの発現はICG-001でほぼ完全に著明に抑制されていた。これまでの我々の研究結果を踏まえるとTGF-β刺激による網膜色素上皮細胞の細胞外マトリックスの発現調節はコラーゲンがSmad、p38MAPK経路、fibronectin、MMPやペリオスチンはほぼWnt/β-catenin経路を介して調節されているようである。Wnt/β-catenin阻害剤:ICG- 001は増殖硝子体網膜症の補助治療に非常に有効な可能性がある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

１）ヒト網膜色素上皮細胞株ARPE-19は初代培養の網膜色素上皮細胞と比較すると少し形質が違うため、できることであれば初代培養で行いたいが商品化されたものをしようしてもなかなか安定した培養状態とならない。このため培養を繰り返し進捗が遅れた。またiPS由来の網膜色素上皮細胞は予想より成熟期間が長く予定通りに進まなかったため。
２）本学臨床研究棟の改築で医局・実験室が移動し十分な実験スペースがなく実験できない期間があったため

Strategy for Future Research Activity

どうも初代培養がうまくいかないため、形質の確立したiPS由来の網膜色素上皮細胞をしようすることにする。この細胞は非常に成熟期間が長いためかなり長期な計画を練る必要がある。
検討しようとする細胞外マトリックスの発現に関してARPE19とiPS由来網膜色素上皮で差異を検討し同じであれば培養が容易なARPE19を引き続き使用する。

Causes of Carryover

実験の遅れのために当初計画していた動物実験などの費用を使用できなかったこと、細胞実験の網羅解析に非常に時間を要したことが理由として考えられる。またコロナ禍で現地開催の学会に参加できず、旅費を使用する機会がなかったことも挙げられる。研究棟改装で実験期間が制限されたことも大きい。このことから次年度使用差額が生じたと考える。
今年度は研究棟改装も終わり実験の進行・新たな実験・学会現地参加の予定であり当初の計画よりも費用がかさむため適切に使用できると考えている。