2021 Fiscal Year Research-status Report
糖尿病網膜症の発症予防のためのワクチン治療の開発と新規糖尿病網膜症モデルの確立
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20K09835
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
横田 陽匡 日本大学, 医学部, 准教授 (60431417)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中神 啓徳 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座教授 (20325369)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 糖尿病網膜症 / プロレニン / オートタキシン / ペプチドワクチン / 遺伝子改変糖尿病ブタ / 若年発症型成人糖尿病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はペプチドワクチン技術を用いて糖尿病網膜症に対する治療ワクチンの開発を行ってきた。標的分子としてプロレニンとオートタキシンを選択した。これまでの我々の臨床研究から、糖尿病網膜症ではプロレニンとオートタキシンがそれぞれ高値を示すこと、糖尿病網膜症が重症であるほど高くなることを確認した。プロレニンワクチンとオートタキシンワクチンをそれぞれ2型糖尿病マウスに接種して、電気生理学的、組織学的に評価した。その結果、それぞれのワクチンは網膜電図におけるｂ波の潜時の延長を抑制し、フリッカー刺激、高酸素負荷に伴う網膜血流反応（神経血管連関を反映）を改善、組織学的にGFAPの発現亢進を抑制した。またプロレニンワクチンに関して、自己免疫反応の有無を検討した。プロレニンワクチンを接種したマウスの脾臓からT細胞を採取し、リコンビナントのプロレニンを負荷し、T細胞が活性化しないことを確認した。すなわちプロレニンワクチンを接種したことにより、自己免疫性疾患に陥る可能性は否定された。これらの成果はPLoS One 2022に報告した。
これらの成果をヒトへ応用するためには、より大型の動物を使用して抗体価が上昇すること、実際に眼内へ抗体が移行することを確認する必要がある。そこで若年発症型成人糖尿病タイプ3（MODY3)の原因遺伝子である変異型Hepatocyte nuclear factor-1 alphaを遺伝子導入したMODY3ブタを用いることにした。我々の検討で生後1ヶ月から網膜血管網の密度が減少し、毛細血管の基底膜が肥厚、ミクログリアが活性化することを確認した。このMODY3ブタに対してプロレニンワクチンを接種したところ、抗体価の上昇を確認でき、さらに房水の抗体価を経時的に測定することに成功した。
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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
本研究が概ね順調に進展している理由として、日本大学医学部の動物舎スタッフがブタの扱い、飼育経験が豊富であることが挙げられる。私は旭川医科大学に所 属していたときに、糖尿病ブタを用いて実験を試みたことがあった。しかし全身麻酔をかけた際に、糖尿病ブタが悪性高熱を発症し、そのまま回復せずに即死し た。私が日本大学医学部に赴任してきたのが2018年で、丸3年が経過した。この間糖尿病ブタを用いた実験を開始、継続しているが、これまでに実験手技に伴う 不慮の死は一度も経験していない。日本大学医学部の専門スタッフが、糖尿病ブタの全身麻酔を実施してくれるお陰である。したがってこの事実からも、糖尿病 網膜症のトランスレーショナルリサーチを加速を目指した本研究が、日大で行われることは非常に有用なことであると考える。一方で、糖尿病網膜症の新しい治療法として、ペプチドワクチン技術を応用していることも進捗状況が概ね順調であることに寄与していると考えられる。ペプチドワクチンは標的分子の一部のアミノ酸配列を抗原とし、それをキャリア蛋白とコンジュゲートすることにより合成される。まずはこの分野の第一人者である中神教授と共同研究していることにより、抗原の至適化がスムースに行えていること、その配列の至適化に人工知能を応用していることも研究推進に寄与していると考えられる。さらにワクチン接種により重大な副作用などは観察されていないことから、安全性も同時に証明できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の実臨床への応用を目指すためには、臨床に近い指標でプロレニンワクチン、オートタキシンワクチンの効果を証明する必要がある。ヒトの糖尿病網膜症の発症には、５年から１０年以上かかることから、ヒト臨床試験でワクチンの効果を評価することは困難と考える。したがってプロレニンワクチン、オートタキシンワクチンの血糖や腎症の効果を追加検討していく。血糖に対する効果は血糖値の変化、腎症への効果は血中クレアチニン値などの指標を用いて評価することができる。もしこれらの項目でワクチンの効果を確認することができれば、血糖改善、腎症への応用が期待でき、ヒトへの応用を考えたときに短期間でその効果を証明することが可能になると考える。
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