低酸素応答を標的とした予防から治療までを網羅する網膜疾患制御技術開発

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K09424
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 栗原 俊英 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任准教授 (50365342)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 網膜 / 低酸素 / 血管新生 / 神経変性

研究実績の概要

申請者はこれまで、網膜局所における低酸素誘導因子（hypoxia-inducible factor; HIF）を中心とする異常な低酸素応答が、複雑で他因子疾患である加齢黄斑変性の病態形成に重要な役割を果たしていることを見出した。そこで、本研究課題では、（１）個体のHIF活性のモニタリングによる低酸素応答変化の解析、(２)加齢関連疾患の低酸素応答制御による抑制効果の検討、(３)HIF阻害剤投与による加齢関連疾患制御技術を基盤として機能低下を制御しうるシーズの創出を試みる。低酸素状態と低酸素応答は必ずしも一致するわけではなく、タンパク分解機能の低下や炎症などによって通常の酸素濃度が各臓器・細胞に供給されていてもHIFの活性が誘導される可能性がある。共同研究者から提供されたHIFのDNA結合部位の転写状況に依存してluciferaseを発現誘導するマウス（HRE-lucマウス）を利用して、HIFの発現量の変化を経時的にモニタリングする（１）。また、in vitroハイスループット・スクリーニング系を構築し、天然物から合成化合物、ドラッグリポジショニングのライブラリに至るまで、いくつかのHIF阻害効果を有する化合物を得ることができている。本研究課題においては、加齢黄斑変性動物モデルに加えて、様々な動物モデルに対する既知・新規のHIF阻害剤による表現型への介入を試みる（２）。さらに、in vitroスクリーニングを継続し、有効性・安全性ともに高い候補物質が得られれば、期間途中で新たな投与実験を開始する。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り低酸素応答を標的とした網膜疾患制御技術開発が確立されつつある。これまでの進捗として、既知のHIF阻害剤トポテカンを用いてマウス酸素誘導網膜症（OIR）モデルと網膜光障害（LIR）モデルにおける網膜病的血管新生・神経変性に対する治療的効果の検討を行った。OIRモデルに対するトポテカンの投与により網膜病的血管新生は有意に減少した。一方、血管退縮に関しては有意な差は認めなかった。また、網膜電図の結果、明順応下、暗順応下それぞれにおける一定の刺激条件下でOIRにより低下した波形振幅は、トポテカンの投与により振幅の低下が有意に改善した(Miwa Y, Kurihara T et al. Neurochem Int. 2019)。また、LIRモデルに対するトポテカン投与の結果、暗順応下における網膜電図において、トポテカン投与群の振幅は基剤投与群の振幅と比べ有意に高値を示した（三輪、栗原ほか　第123回日本眼科学会総会）。

今後の研究の推進方策

天然物に対するHIF阻害効果をin vitroハイスループット・スクリーニングを行った結果、現在までに魚類を含む複数の阻害活性を有する抽出物を見出した。今後は当初の研究計画に沿って、それぞれの抽出物から有効成分の同定を試みる。抽出物の主要な有効成分が既に分かっているものに関しては、成分のHIF阻害作用について再度in vitroで検証し、複数の動物モデルにおいて疾患制御可能であるかin vivoにおける検討へ進める。有効成分が不明な物質においては、抽出方法や分子量により分画毎の阻害効果を検討し、有効分画内の物質同定を試みる。これら実験を遂行することにより、これまでトランスジェニックマウスなどを用いて確認されたHIFの網膜疾患病態生理への知見から、実際に臨床的に制御可能である技術確立を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Pharmacological HIF inhibition prevents retinal neovascularization with improved visual function in a murine oxygen-induced retinopathy model (2019)
  • 著者名/発表者名: Miwa Y, Hoshino Y, Shoda C, Jiang X, Tsubota K, Kurihara T
  • 雑誌名: Neurochemistry International 巻: 128 ページ: 21-31
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2019.03.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] QD laser eyewear as a visual field aid in a visual field defect model (2019)
  • 著者名/発表者名: Iyama C, Shigeno Y, Hirano E, Kamoshita M, Nagai N, Suzuki M, Minami S, Kurihara T, Sonobe H, Watanabe K, Shinoda H, Tsubota K, Ozawa Y
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: 1010～1010
  • DOI: 10.1038/s41598-018-37744-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Oral crocetin administration suppressed refractive shift and axial elongation in a murine model of lens-induced myopia (2019)
  • 著者名/発表者名: Mori K, Kurihara T, Miyauchi M, Ishida A, Jiang X, Ikeda SI, Torii H, Tsubota K
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: 295～295
  • DOI: 10.1038/s41598-018-36576-w.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inducement and Evaluation of a Murine Model of Experimental Myopia (2019)
  • 著者名/発表者名: Jiang X, Kurihara T, Ikeda SI, Kunimi H, Mori K, Torii H, Tsubota K
  • 雑誌名: Journal of Visualized Experiments 巻: 143 ページ: -
  • DOI: 10.3791/58822
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of AAV-DJ vector for retinal gene therapy (2019)
  • 著者名/発表者名: Katada Y, Kobayashi K, Tsubota K, Kurihara T
  • 雑誌名: PeerJ 7 巻: 7 ページ: -
  • DOI: 10.7717/peerj.6317
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Progress and Control of Myopia by Light Environments. (2018)
  • 著者名/発表者名: Jiang X, Kurihara T, Torii H, Tsubota K
  • 雑誌名: Eye & Contact Lens 巻: 44 ページ: 273-278
  • DOI: 10.1097/ICL.0000000000000548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lactobacillus paracasei</i> KW3110 Prevents Blue Light-Induced Inflammation and Degeneration in the Retina (2018)
  • 著者名/発表者名: Morita Y, Miwa Y, Jounai K, Fujiwara D, Kurihara T, Kanauchi O
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.3390/nu10121991
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 網膜橋渡し研究アップデート：1．分子標的薬（抗血管新生療法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 雑誌名: 眼科 巻: 12 ページ: 1513-1518
• [学会発表] 網膜の恒常性維持と加齢黄斑変性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第1回川崎市南部眼科病診連携の会
  • 招待講演
• [学会発表] 眼の進化と恒常性維持 (2019)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第156回眼疾患研究会（ドーナッツセミナー）
  • 招待講演
• [学会発表] Application of hypoxia response regulation toward novel treatment in retinal diseases (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第57回日本網膜硝子体学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] PCVに対する抗VEGF療法における脈絡膜所見と治療成績 (2018)
  • 著者名/発表者名: 永井紀博、鈴木美砂、南早紀子、栗原俊英、渡邊一弘、園部秀樹、篠田肇、坪田一男、小沢洋子
  • 学会等名: 第57回日本網膜硝子体学会総会
• [学会発表] モンテプラーゼ（tPA）硝子体内投与による黄斑下血腫の治療経過 (2018)
  • 著者名/発表者名: 園部秀樹、篠田肇、鴨下衛、渡邊一弘、栗原俊英、永井紀博、坪田一男、小沢洋子
  • 学会等名: 第57回日本網膜硝子体学会総会
• [学会発表] 視力良好例の網膜静脈分岐閉塞症に伴う黄斑浮腫に対するラニビズマブ投与の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木美砂、永井紀博、南早紀子、園部秀樹、鴨下衛、渡邊一弘、栗原俊英、篠田肇、
  • 学会等名: 第57回日本網膜硝子体学会総会
• [学会発表] 前増殖糖尿病網膜症における無灌流領域割合と予後の関連 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大藤嘉子、堅田侑作、栗原俊英
  • 学会等名: 平成30年度慶大眼科オータムセミナー
• [学会発表] 強度近視に伴う後部ぶどう腫と病的近視合併症の関連 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安璃々子、森紀和子、栗原俊英
  • 学会等名: 平成30年度慶大眼科オータムセミナー
• [学会発表] 生物進化の過程から考える網膜の恒常性維持 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: Nagasaki Retina Forum
  • 招待講演
• [学会発表] キメラロドプシンを用いた視覚再建効果の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 堅田侑作、吉田一帆、國見洋光、小林憲太、神取秀樹、坪田一男、栗原俊英
  • 学会等名: 第72回日本臨床眼科学会
  • 招待講演
• [学会発表] 造血幹細胞移植後の新規ドライアイ発症例に近視化を伴った3症例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤賀一、小川葉子、清水映輔、栗原俊英、坪田一男
  • 学会等名: 第72回日本臨床眼科学会
• [学会発表] 白内障手術患者を対象とした血漿-房水グルコース濃度相関の血糖変動状態による変化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英、有田陽子、日高悠葵、園部秀樹、内恭代、常吉由佳里、鳥居秀成、木下卓、西崎早織、白川佳則、木村翔、坪田一男、根岸一乃
  • 学会等名: 第72回日本臨床眼科学会
• [学会発表] 超広角レーザー走査検眼鏡におけるソフト眼瞼固定器の有用性検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小澤信博、森紀和子、堅田侑作、有田陽子、坪田一男、栗原俊英
  • 学会等名: 第72回日本臨床眼科学会
• [学会発表] 分子標的薬アップデート (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第72回日本臨床眼科学会
• [学会発表] 藻からヒトへ：進化を超えた網膜治療への挑戦 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第72回日本臨床眼科学会
  • 招待講演
• [学会発表] 近視進行の分子メカニズムと治療ターゲット (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第72回日本臨床眼科学会
• [学会発表] 網膜橋渡し研究アップデート2018 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英、村上祐介、森實祐基、崎元晋、兼子裕規、大石明生
  • 学会等名: 第72回日本臨床眼科学会
• [学会発表] 東京都内の1私立中学校における近視有病率 (2018)
  • 著者名/発表者名: 四倉絵理沙、鳥居秀成、井ノ口美香子、徳村光昭、森紀和子、姜効炎、内野美樹、根岸一乃、栗原俊英、坪田一男
  • 学会等名: 第72回日本臨床眼科学会
• [学会発表] 生体と人生のストレス応答 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第24回YOBC（若手眼科医の会）
  • 招待講演
• [学会発表] 眼の進化と加齢性変化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第25回スポーツビジョン研究集会
  • 招待講演
• [学会発表] 糖尿病網膜症診療の現状と PPARαを標的とした治療の可能性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第1回がんと生活習慣病の栄養学研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 東京都内の1公立小学校における近視有病率 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鳥居秀成、四倉絵理沙、森紀和子、姜効炎、内野美樹、根岸一乃、栗原俊英、坪田一男
  • 学会等名: 第72回日本臨床眼科学会
• [学会発表] 近視治療トータルコーディネート ～メカニズム研究、進行抑制、外科的治療～ (2018)
  • 著者名/発表者名: 鳥居秀成、世古裕子、栗原俊英、二宮さゆり、木下望、稗田牧
  • 学会等名: 第72回日本臨床眼科学会
• [学会発表] 近視進行メカニズムの分子生物学的理解と介入手段確立への取り組み (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第17回眼科生体防御研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 網膜の進化と恒常性維持 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第8回 仙台網膜道場
  • 招待講演
• [学会発表] 網膜におけるVEGFの生理的な働き (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: AMD Update Seminar in多摩
  • 招待講演
• [学会発表] Distribution of generalized functional phenotype of East Asian Patients with Stargardt Disease (STGD1): EAStar studies report 2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Xiao Liu, Lizhu Yang, Kwangsic Joo, Kazushige Tsunoda, Takaaki Hayashi, Kei Shinoda, Atsushi Mizota, Mineo Kondo, Kazuki Kuniyoshi, Yu (Yokokawa) Fujinami, Gavin Arno, Toshihide Kurihara, Kazuo Tsubota, Yozo Miyake, Ya Li, Kyu Hyung Park, Dae Joong Ma, Hyeong Gon Yu, Bo Lei, Takeshi Iwata, Se Joon Woo
  • 学会等名: 56th ISCEV Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Genotype Phenotype Association in East Asian Patients with Occult Macular Dystrophy (Miyake’s disease); EAOMD Report No.4 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yu (Yokokawa) Fujinami, Lizhu Yang, Kwangsic Joo, Kazushige Tsunoda, Mineo Kondo, Gavin Arno, Xiao Liu, Toshihide Kurihara, Kazuo Tsubota, Xuan Zou, Hui Li, Kyu Hyung Park, Yozo Miyake, Takeshi Iwata, Se Joon Woo, Ruifang Sui, Kaoru Fujinami
  • 学会等名: 56th ISCEV Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] VEGFの網膜における生理的・病理的役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第43回日本微小循環学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] WITHDRAWN - Incidence, Risk Factors, and Treatment of Retinopathy of Prematurity In Low-Birthweight Infants (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Kurihara, Toshihide Kurihara, Norihiro Nagai, Mamoru Kamoshita, Yuki Hidaka, Hideki Sonobe, Hajime Shinoda, Kazuo Tsubota, Yoko Ozawa
  • 学会等名: ARVO 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Pemafibrate prevents retinal pathological neovascularization via systemic metabolic cascades in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Yohei Tomita, Yukihiro Miwa, maki miyauchi, Ayako Ishida, Hiromitsu Kunimi, Yusaku katada, Kazuo Tsubota, Toshihide Kurihara
  • 学会等名: ARVO 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Multimodal imaging of East Asian Patients with Occult Macular Dystrophy (Miyake’s disease): EAOMD Report No. 3 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kwangsic Joo, Lizhu Yang, Kazushige Tsunoda, Mineo Kondo, Yu Fujinami, Gavin Arno, Toshihide Kurihara, Kazuo Tsubota, Takeshi Iwata, Xuan Zou, Hui Li, Yozo Miyake, Kyu Hyung Park, Kaoru Fujinami, Ruifang Sui, Se Joon Woo
  • 学会等名: ARVO 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Clinical and Genetic Characteristics of East Asian Patients with Occult Macular Dystrophy (Miyake’s disease); EAOMD Report No.1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Fujinami, Lizhu Yang, Kwangsic Joo, Kazushige Tsunoda, Yuichi Kawamura, Yu Fujinami, Gavin Arno, Toshihide Kurihara, Kazuo Tsubota, Xuan Zou, Hui Li, Kyu Hyung Park, Takeshi Iwata, Yozo Miyake, Se Joon Woo, Ruifang Sui
  • 学会等名: ARVO 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] The relationship between violet light transmittance of contact lenses and axial length elongation (2018)
  • 著者名/発表者名: Hidemasa Torii, Toshihide Kurihara, Shinichiro Kondo, Xiaoyan Jiang, Kiwako Mori, Shin-cihi Ikeda, Erisa Yotsukura, Keiichi Kato, Kazuno Negishi, Kazuo Tsubota
  • 学会等名: ARVO 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Violet light exposure suppresses refractive change and axial elongation in a murine model of lens-induced myopia (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshihide Kurihara, Xiaoyan Jiang, Kiwako Mori, Shin-cihi Ikeda, Hidemasa Torii, Kazuo Tsubota
  • 学会等名: ARVO 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Predictive factors for better short-term outcome in idiopathic epiretinal membrane after pars plana vitrectomy (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakiko Minami, Yuta Shigeno, Hajime Shinoda, Norihiro Nagai, Toshihide Kurihara, Mamoru Kamoshita, Kazuhiro Watanabe, Hideki Sonobe, Yuki Hidaka, Kazuo Tsubota, Yoko Ozawa
  • 学会等名: ARVO 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 低酸素応答制御に基づく網膜疾患治療の可能性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第122回日本眼科学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 低酸素応答を基軸としたトランスレーショナルリサーチの推進 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 第122回日本眼科学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] マウス酸素誘導網膜症におけるHIF阻害剤の病的血管新生抑制効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三輪幸裕、宮内真紀、石田文子、堅田侑作、國見洋光、正田千穂、伊吹麻里、富田洋平、坪田一男、栗原俊英
  • 学会等名: 第122回日本眼科学会総会
• [学会発表] バイオレットライト照射はマウス近視モデルにおける近視進行を抑制する (2018)
  • 著者名/発表者名: 姜效炎、栗原俊英、森紀和子、池田真一、汪楊淞、鳥居秀成、坪田一男
  • 学会等名: 第122回日本眼科学会総会
• [学会発表] 腸内細菌叢の撹乱が誘導マウス近視眼に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 池田真一、栗原俊英、戸田匡太郎、姜効炎、坪田一男
  • 学会等名: 第122回日本眼科学会総会
• [学会発表] キメラロドプシンを用いた視覚再建効果の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 堅田侑作、吉田一帆、國見洋光、小林憲太、神取秀樹、坪田一男、栗原俊英
  • 学会等名: 第122回日本眼科学会総会
• [学会発表] レーザー誘発性脈絡膜新生血管に対するHIF阻害剤トポテカンの病的血管新生抑制作用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 正田千穂、三輪幸裕、伊吹麻里、宮内真紀、石田文子、山上聡、坪田一男、栗原俊英
  • 学会等名: 第122回日本眼科学会総会
• [学会発表] 網膜虚血再灌流障害に対する新規HIF阻害剤ハロフジノンの神経保護作用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 國見洋光、三輪幸裕、堅田侑作、坪田一男、栗原俊英
  • 学会等名: 第122回日本眼科学会総会
• [学会発表] VEGFの転写制御機構から考える 難治網膜疾患への新しい取り組み (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗原俊英
  • 学会等名: 日本薬学会東海支部特別講演会
  • 招待講演
• [産業財産権] 魚介類由来成分による低酸素応答制御 (2019)
  • 発明者名: 二村和視、高木毅、岡本一利、栗原俊英、三輪幸裕、正田千穂
  • 権利者名: 二村和視、高木毅、岡本一利、栗原俊英、三輪幸裕、正田千穂
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-068141
• [産業財産権] ＨＩＦ抑制用組成物 (2019)
  • 発明者名: 栗原俊英、伊吹麻里、坪田一男、蔀美和子
  • 権利者名: 栗原俊英、伊吹麻里、坪田一男、蔀美和子
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-038043