Study on epigenetic changes and memory effects in wound healing after glaucoma surgery

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K09703
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56060:Ophthalmology-related
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Inoue Toshihiro 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (00317025)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 みゆき 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 医学教育部研究員 (20631766) ; 藤本 智和 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (50756426)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 緑内障 / 創傷治癒 / エピゲノム

Outline of Final Research Achievements

We tested the hypothesis that epigenetic changes are involved in poor outcomes of reoperation for glaucoma. In an animal model of filtration surgery, many epigenetic-related factors were active, and Chip-qPCR using an anti-methylated H3K9 antibody revealed that mitomycin C, used during surgery, also induces epigenetic changes in fibroblasts and controls the expression of cell growth factors such as c-Myc. We further verified histone demethylases identified by single-cell RNA sequencing of postoperative tissues, and found that stimulation of conjunctival fibroblasts with S2101, an inhibitor of Kdm1A, which catalyzes H3K4 demethylation, suppressed the expression of serine-glycine metabolic pathway enzymes as well as fibrosis markers.

Free Research Field

眼科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

線維化とエピゲノム変化について研究が進んでいるが、今のところ、線維化に関連したメモリー効果は、緑内障領域のみならず、他臓器でも報告されていない。本研究では緑内障手術動物モデルにより変化のあった線維芽細胞クラスターにおいて、ヒストン脱メチル化酵素であるKdm1Aの線維化抑制効果が同定され、新たな治療ターゲットとなることが示唆された。緑内障の再手術症例の成績を向上させるための新規薬物治療を探索する上で、手がかりとなる成果を得られた。緑内障治療の結果を左右する線維化のメカニズムの一部を明らかにしたことによって、緑内障による失明を克服することにつながると考えられる。