Acute retinal regenerative medicine with low molecular weight cocktail

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H03094
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 園田 康平 九州大学, 医学研究院, 教授 (10294943)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 桂二郎 九州大学, 医学研究院, 助教 (00795304) ; 武田 篤信 九州大学, 医学研究院, 講師 (40560313) ; 村上 祐介 九州大学, 大学病院, 講師 (50634995) ; 有馬 充 九州大学, 大学病院, 学術研究員 (60772845) ; 中島 欽一 九州大学, 医学研究院, 教授 (80302892)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 自然炎症 / 網膜前駆細胞 / 網膜再生医療 / 低分子化合物

Outline of Annual Research Achievements

眼科領域での再生医療は目覚ましく発展し、ES細胞やiPS細胞を用いて網膜細胞を再構成できるようになった。一方、幹細胞由来細胞を補充する再生医療には倫理的・経済的ハードルがあり、機能再生まで道のりは長い。申請者は「視機能喪失前に、原疾患治療と同時に行う再生医療」を別立てで考えてきた。炎症状態でグリア細胞が神経前駆細胞へ「リプログラミング」されることから、先行研究でそのプロセスを促進する候補遺伝子スクリーニングを行った。本研究ではその中から必須遺伝子を決定し、治療に耐える低分子化合物カクテルを決定する。
我々は後眼部疾患（含む緑内障）の「自然再生医療」を目指す研究を行ってきた。これまで「網膜剥離モデル」「実験的ぶどう膜炎モデル」「視神経挫滅モデル」の3つのマウス疾患モデルで、ミューラー細胞から誘導される自己増殖能を獲得した前駆細胞を高い精度で抽出し、遺伝子スクリーニングを行った。シングルセル由来のRNAを分離し、次世代シーケンサーでゲノム解析を行い、ミュラー細胞から3疾患に共通して変動する因子を特定した。さらにプロテオーム解析を併用し、精製細胞分画からタンパクを抽出し、二次元電気泳動を行い、ソフトウエア上で3疾患共通して変動するタンパクを同定した。ゲノム解析と共通して変動する因子を選ぶことで、34因子まで候補因子を絞りこんだ。順次ゼブラフィッシュおよびメダカの2種類の魚類で候補遺伝子ノックダウンを行い、大きく網膜形質の異常が認められる因子を特定していった。申請時点ですでに半分の解析が終了し、有望な2つの候補遺伝子を特定していた。本年度全ての形質確認を終了させ、病的網膜においてリプログラミングを介した神経分化に必須となる遺伝子（4因子）を絞り込んだ。

Current Status of Research Progress

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

Reason

予定通り神経分化に必要な因子を絞り込めているため

Strategy for Future Research Activity

今後は遺伝子を効率的に制御できる低分子化合物のスクリーニングを行い、知財化に努める。