| Project/Area Number |
23K06263
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
中澤 洋介 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 講師 (60411708)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 水晶体 / 老視 / TRPVチャネル / Piezoチャネル / 白内障 / 老眼 / モデル動物 / 組織硬化 |
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| Outline of Research at the Start |
本申請の目的は”①老眼発症メカニズムの解明”および“② 老視モデル動物の作成”であり、本申請研究を老眼の基礎研究の先駆け研究にする。
本申請研究では、in vitro, ex vivoの実験系を組み合わせて遂行する。in vitro実験系はヒト水晶体上皮細胞株を用いてTRPVチャネル刺激剤で処理し、TRPVチャネルの活性・局在変化と下流シグナルを検討する。ex vivo 実験系は申請者が確立したex vivo擬老眼モデルを用いて人為的に近方視および遠方視の水晶体を再現し、TRPVチャネルの局在や活性を観察する。本申請研究遂行により、老眼発症メカニズムと老眼モデル動物創製を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
老眼（老視）は、罹患率ほぼ100%の眼疾患であり、QOL, QOV（Quality of Vision）を低下させる。白内障は世界失明原因の第一位であるが、老眼は白内障の初期症状であることが報告され、申請者は老眼の発症抑制が、白内障発症遅延を引き起こし、世界の失明から守ると推察している。しかしこれまで、相対的評価法やマーカーがなく、病態の基礎研究がほとんどされていない。
老眼はこれまで水晶体タンパク質の変性・修飾反応による水晶体硬化が原因とされているが、その誘因因子は不明であった。水晶体は遠方・近方視調節のため、常に厚さを変える必要があり、チン小帯や毛様体筋の力で制御されている。そのため、水晶体は常に圧力がかかっていることが推察され、本研究では、圧センサーとして知られているPiezoチャネルやTRPVチャネルに着目し、水晶体における機能解明と老眼の発症への寄与を解明することによりこれらチャネルを標的とした抗老眼薬創製の基盤を作る。本研究により老眼基礎研究の飛躍的向上と、抗老眼薬の開発の基盤を作り、明るい視野と健康な老後生活に貢献する。
昨年度、Piezo1チャネルの活性化が、老視を誘導することを報告した。本年度は、TRPV1チャネルに着目し、TRPV1チャネルの活性化と老視発症について検討した。その結果、高温条件で水晶体を器官培養すると、水晶体硬化が認められ、老眼用症状が発症することを見出し、報告した(Nakazawa et al., Mol Med Morphol 2024）
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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
老視（老眼）は40歳-50歳から発症するほぼ100%の罹患率をもつ眼疾患であり、水晶体硬化が主な原因とされているが、その機序は不明であった。我々はこれまでに、水晶体上皮細胞に発現しているPiezo1を活性化させると、架橋化酵素のTransglutaminase 2(TGM2)の発現・活性が上昇することを見出した。さらに、Yoda1(Piezo1の活性化剤)の点眼で、タンパク質間架橋形成と水晶体硬化が認められ、本実験系は、老視のモデル動物となりうることを報告してきた(Doki et al., Exp Eye Res 2023)。Piezo1はCa2+など陽イオンを細胞内に流入させるチャネルであり、TGM2もCa2+濃度依存的に活性化し、タンパク質間の架橋を形成させる。水晶体上皮細胞には、Piezo1の他、TRPV1チャネルも強く発現しており、TRPV1もまた、Ca2+を流入させることが知られている。そこで本年度は、水晶体のTPRV1が老視発症に寄与するかを検討した。
TRPV1は高温領域で活性化するチャネルであり、水晶体では静水圧制御に大きく寄与する。これまで、高温環境居住者で老視の発症年齢が早いことが報告されていることから、TRPV1活性化もまた老視を誘導する可能性が推察され、検討した。その結果、高温培養条件（37.5度）では、TRPV1の活性化と下流分子のリン酸化が認められた。また、マウス水晶体を高温条件で培養すると、水晶体硬化が認められ、老眼用症状が発症すること、さらにこの高温誘導水晶体硬化は、TRPV1の阻害剤（A889425）で抑制されることを見出し、報告した（Nakazawa et al., Mol Med Morphol 2024）
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| Strategy for Future Research Activity |
老視は水晶体硬化という症状が知られているが、その発症機序や疾患マーカーが存在せず、実験系が構築されていない。本研究によりPiezo1やTRPV1の活性化により水晶体硬化が認められたことから、モデル動物や実験系の構築ができたと考えられる。モデル動物が作成できたことは、近い将来の医薬品創製へと大きく前進することが予想される。最終年度は、これらモデルの発症メカニズムの相違点を検討し、またこれまでいくつか報告されている水晶体弾性を抑制することが示唆されている医薬品やサプリメントで検討し、本モデルの有用性をより高めていく。
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