2021 Fiscal Year Research-status Report
涙液油層機能を維持する生理活性脂質の応用をめざした基礎研究と臨床基盤の確立
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20K09794
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
横井 則彦 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60191491)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 涙液油層 / マイボーム腺脂質 / ゴマ油 / 涙液各層の相互作用 / 界面化学 / 油層伸展 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は、研究協力者のGeorgiev博士の協力のもとに、以下の研究を行い成果を得た。マイボーム腺機能不全の治療において、可能性のあるアプローチとして、非極性脂質が豊富な植物油を利用したマイボーム腺脂質の補充がある。植物油の中でも、ゴマ油は、一価不飽和脂肪酸（トータルの40%を占める酸化されにくい油脂であるオレイン酸）と多価不飽和脂肪酸(トータルの42%を占めるリノール酸)を含み、かつ、その抗炎症作用ならびに抗酸化作用に基づいて、健康上の利点も持つ。さらに、ゴマ油は、既存の市販点眼液にも含まれている。従って、ゴマ油とマイボーム腺脂質の相互作用を調べることは大きな意味がある。そこで、マイボーム腺脂質とゴマ油からなる二元系の膜を全体に対するゴマ油の比率を変えて作成（ゴマ油：0 %、10 %、30 %、50 %、100 %)し、それをリン酸緩衝液（pH7.4）の上に浮かべ、ラングミュアトラフを用いて、膜の特性を表面圧・面積等温線（surface pressure/area isotherm）で調べ、膜表面をブリュースター角顕微鏡によって観察した。その結果、ゴマ油とマイボーム腺脂質の相互作用が明らかになり、ゴマ油は、マイボーム腺脂質層の非極性脂質層を補完しうる可能性が明らかにされた。また、ラングミュアトラフで調べたストレス緩和曲線からも、生理的な脂質密度や表面圧において、ゴマ油は、マイボーム腺脂質層の非極性脂質層を補完し、その弾性特性を安定化させることが分かり、酸化に対する安定性も加えて考えると、ゴマ油は、マイボーム腺脂質を補完するに適した成分として、マイボーム腺機能不全の治療あるは、ドラッグデリバリーに役立つ可能性が考えられた。さらに、新しく着手した非侵襲的涙液層動態解析法の研究において、機械学習を用いたドライアイのサブタイプ分類法の確立にも一定の進歩が得られた。
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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
2021年度は、研究協力者であるGeorgiev博士の協力のもと植物油であるゴマ油とマイボーム腺脂質との相互作用の研究に取り組み、ゴマ油がマイボーム腺脂質の構造や粘弾性特性にポジティブな効果を与える可能性を示すことができた。ゴマ油は、抗酸化作用を持ち、市販の点眼液にも既に用いられていることから、本知見は、植物油とマイボーム腺脂質／涙液油層の組み合わせが、涙液層の安定性に与える影響を明らかにしてゆく上で、大きな基礎的知見になると考えられた。2021年度も、コロナ禍で現地での海外交流がかなわぬ中、研究協力者であるGeorgiev博士との議論がオンラインミーティングや電子メールのみに終始したため、研究の大きな発展につながるさらに深い議論を行うには、十分とは言えなかったが、これまでのマイボーム腺脂質／涙液油層についての共同研究をさらに発展させることはできた。一方、2021年度は、臨床的視点から、涙液油層の上方伸展に基づく、ドライアイの病態生理の理解をさらに深め、涙液油層が涙液層の安定性に与える影響を解析してゆく上で、今後大いに役立つ新しい非侵襲的涙液層動態解析法の開発の研究を進めることができた。実際には、ビデオケラトグラフィーを用いた解析システムを開発し、企業との連携で、機械学習を用いてドライアイのサブタイプ分類を行いうるシステムの構築に着手することができ、一定の成果を得ている。今後コロナ禍が続けば、両方の方向を模索しながら、涙液油層機能についての基礎研究と臨床基盤の確立をめざした研究を推し進めてゆきたいとと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、研究協力者であるGeorgiev博士の協力のもと涙液中の内因性、外因性のさまざまな分子がマイボーム腺脂質／涙液油層の構造や粘弾性特性に及ぼす影響をさらに検討してゆくとともに、それらの検討結果を考慮に入れながら、涙液油層の粘弾性特性や動態特性を決定する脂質分子の候補の検索に研究を進め、涙液油層が涙液層の安定性を決定するメカニズムについてさらに研究を進める予定である。また、2020～2021年度を通じて、手がかりが得られた涙液油層動態に基づく、新しい非侵襲的涙液層動態解析法の開発についてもさらに研究を進めながら、涙液層の形成や破壊における涙液油層のin vivo での役割を明らかにしてゆきたいと考えている。ここで得られるin vivoでの成果は、ドライアイの病態解析を今後さらに進めてゆく上で役立つとともに、in vitro で得られた基礎研究の成果と合わせることで、涙液油層の本質的機能を深く知ることにつながると考えている。
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| Causes of Carryover |
2021年度における、マイボーム腺脂質の動態解析や粘弾性特性の解析は、研究協力者の協力のもとソフィア大学物理学教室の既存の計測機器を用いた研究が中心となったため、基礎研究の必要経費が予定より下回った。さらに、涙液油層動態に基づく、新しい非侵襲的涙液層動態解析法の研究においても、既存の検査機器を用いて、マイボーム腺機能不全やドライアイに対して検査を行い、そのデータ解析を主体に臨床研究を進めたために、使用した助成金は、予定を下回った。2022年度は、得られた知見に基づいて、さらに発展的な研究を進め、コロナ禍の状況の改善とともに、研究協力者との議論の機会が多くなると考えられるため、渡航可能となれば、その渡航費が必要となり、その他、画像解析費用、学会発表費用、論文校正費用、論文投稿費用が必要になる予定で、2022年度は、助成金を予定通り使用したいと考えている。
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