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2020 年度 実施状況報告書

網脈絡膜疾患における炎症制御因子としてのガレクチン-1の機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K09944
研究機関北海道大学

研究代表者

神田 敦宏  北海道大学, 医学研究院, 特任講師 (80342707)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードガレクチンー1 / 炎症 / 糖鎖 / 線維化 / 網脈絡膜疾患
研究実績の概要

糖尿病網膜症や加齢黄斑変性は、主要な中途失明原因の網脈絡膜疾患であり、生活習慣病や加齢による慢性炎症性疾患と位置づけられる。しかしながら、いまだ根本的な治療法の開発・疾患発症機序の解明には至っていない。申請者は抗VEGF阻害薬であるアフリベルセプト(VEGF受容体(VEGFR)-1と2のドメイン2および3から構成されている人工組換えタンパク質)上のVEGFR-2に存在するシアル酸含有N 型糖鎖を認識して、そこに糖鎖結合タンパク質ガレクチン-1が結合することを明らかにした。そして、このガレクチン-1は、VEGF非依存的に網膜血管内皮細胞におけるVEGFR-2に結合し、レセプターのリン酸化および細胞増殖を促進して、血管新生を惹起していることを明らかにした[Kanda A, et al. Sci Rep. 2015]。また、糖尿病網膜症においては、終末糖化産物AGEがマクロファージ上のToll様受容体4活性化し、IL(Interleukin)-1βの産生を促進し、そのIL-1βがミュラー細胞のIL-1受容体を刺激してガレクチン-1の合成が促進する機序を明らかにした[Kanda A, et al. Sci Rep. 2017]。ガレクチン-1は、腫瘍転移やアポトーシスなど様々な病理的機能を持っていることから、他の網脈絡膜疾患の病態形成にも関与している可能性は大きい。また、ガレクチン-1の網膜における生理的な機能に関しては多くが不明である。
そこで本研究では、これまでに得られたガレクチン-1の血管新生・線維化に関する研究成果をさらに発展させ、網脈絡膜疾患病態の炎症におけるガレクチン-1の病 態制御および生理的役割の知見を蓄える。そして、これを基盤とし網脈絡膜疾患に対する新たな分子標的としての治療戦略に確立して、臨床に おける疾患治療への貢献を目指す。

現在までの達成度 (区分)
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

【ミュラーグリア細胞における低酸素誘導ガレクチン-1発現の制御機構】
これまでに我々はインターロイキン(IL)-1β刺激により網膜ミュラーグリア細胞におけるガレクチン-1の発現が誘導される低酸素非依存性炎症経路を明らかにした。そこで本研究では、グルココルチコイドが低酸素を介したガレクチン-1発現の制御機構に関与するか検討しました。その結果、グルココルチコイドによる低酸素誘導ガレクチン-1/LGALS1遺伝子発現の抑制機序が明らかになった[Kanda A et al., 2020 J Cell Mol Med]。

【網膜色素上皮細胞における低酸素誘導ガレクチン-1発現制御と胎盤成長因子の自己誘導】
これまでに我々は, アフリベルセプトが血管内皮増殖因子ファミリー分子以外に糖鎖結合分子ガレクチン-1とも結合すること, 網膜色素上皮(RPE)由来のガレクチン-1が脈絡膜新生血管形成に関わる重要な分子であることを報告してきた。本研究では, RPEにおけるガレクチン-1の発現制御機構について検討した。低酸素下ではヒトRPE細胞におけるガレクチン-1発現は有意に増加し, プロモーター領域の解析により低酸素誘導因子(HIF)-1αの関与を明らかになった. さらに, 低酸素で誘導される胎盤成長因子(PlGF)が転写因子AP-1の活性化を介してガレクチン-1発現を亢進させた. また, PlGF添加によってPlGF 遺伝子発現が増加した。以上から, RPEにおけるガレクチン-1発現には低酸素/HIF-1αとPlGF/AP-1を介した制御機構があり, それらを修飾するPlGFの自己誘導が明らかとなった. [Yamamoto T, Kanda A et al., 2021 Invest Ophthalmol Vis Sci]。

今後の研究の推進方策

ガレクチン-1は、細胞外において糖鎖に結合する以外に、細胞内においては様々な細胞内シグナル伝達タンパク質と共役することで、細胞増殖などに関与することが報告されている。そこで、網膜関連細胞において細胞内シグナルへのガレクチンー1の関与を明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

研究計画に沿って、研究費は順調に使用されている。新型コロナウイルスの影響で、予想より研究準備・解析などに時間を要したため、一部計画が行えていない。そのため、少額の研究費が残存したが、次年度の研究費として繰越を行った。
(使用計画)
R2年度に施行予定であった実験計画やR3年度に行う予定の実験費用(細胞培養試薬、抗体、遺伝子発現解析試薬、プラスチック消耗品 など)に使用する。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Acute unilateral inner retinal dysfunction with photophobia: importance of electrodiagnosis2020

    • 著者名/発表者名
      Hirakata Toshiaki、Fujinami Kaoru、Saito Wataru、Kanda Atsuhiro、Hirakata Akito、Ishida Susumu、Murakami Akira、Tsunoda Kazushige、Miyake Yozo
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Ophthalmology

      巻: 65 ページ: 42~53

    • DOI

      10.1007/s10384-020-00780-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Receptor-Associated Prorenin System in the Trabecular Meshwork of Patients with Primary Open-Angle Glaucoma and Neovascular Glaucoma2020

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka Erdal Tan、Kanda Atsuhiro、Shinmei Yasuhiro、Ohguchi Takeshi、Tagawa Yoshiaki、Hase Keitaro、Yamamoto Taku、Noda Kousuke、Chin Shinki、Ishida Susumu
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 9 ページ: 2336~2336

    • DOI

      10.3390/jcm9082336

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Divergent Effects of HSP70 Overexpression in Photoreceptors During Inherited Retinal Degeneration2020

    • 著者名/発表者名
      Jiang Ke、Fairless Elizabeth、Kanda Atsuhiro、Gotoh Norimoto、Cogliati Tiziana、Li Tiansen、Swaroop Anand
    • 雑誌名

      Investigative Opthalmology & Visual Science

      巻: 61 ページ: 25~25

    • DOI

      10.1167/iovs.61.12.25

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glucocorticoid‐transactivated TSC22D3 attenuates hypoxia‐ and diabetes‐induced M?ller glial galectin‐1 expression via HIF‐1α destabilization2020

    • 著者名/発表者名
      Kanda Atsuhiro、Hirose Ikuyo、Noda Kousuke、Murata Miyuki、Ishida Susumu
    • 雑誌名

      Journal of Cellular and Molecular Medicine

      巻: 24 ページ: 4589~4599

    • DOI

      10.1111/jcmm.15116

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cytoprotective Effect of Astaxanthin in a Model of Normal Intraocular Pressure Glaucoma2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Kasumi、Dong Zhenyu、Shinmei Yasuhiro、Murata Miyuki、Kanda Atsuhiro、Noda Kosuke、Harada Takayuki、Ishida Susumu
    • 雑誌名

      Journal of Ophthalmology

      巻: 2020 ページ: 1~6

    • DOI

      10.1155/2020/9539681

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Attenuation of experimental autoimmune uveoretinitis in mice by IKKβ inhibitor IMD-03542020

    • 著者名/発表者名
      Liu Ye、Kitaichi Nobuyoshi、Wu Di、Hase Keitaro、Satoh Masashi、Iwata Daiju、Namba Kenichi、Kanda Atsuhiro、Noda Kousuke、Itai Akiko、Iwabuchi Kazuya、Ishida Susumu
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 525 ページ: 589~594

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.117

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blockade of Platelet-Derived Growth Factor Signaling Inhibits Choroidal Neovascularization and Subretinal Fibrosis in Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Ye、Noda Kousuke、Murata Miyuki、Wu Di、Kanda Atsuhiro、Ishida Susumu
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 9 ページ: 2242~2242

    • DOI

      10.3390/jcm9072242

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-paraneoplastic autoimmune retinopathy that developed in fellow eye 10?years after onset in first eye: a case report2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Gen、Baba Takayuki、Iwase Takehito、Ohde Hisao、Kanda Atsuhiro、Saito Wataru、Ishida Susumu、Yamamoto Shuichi
    • 雑誌名

      BMC Ophthalmology

      巻: 20 ページ: 132

    • DOI

      10.1186/s12886-020-01414-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of M?ller Glial Autoinduction of TGF-β in Diabetic Fibrovascular Proliferation Via Glial?Mesenchymal Transition2020

    • 著者名/発表者名
      Wu Di、Kanda Atsuhiro、Liu Ye、Noda Kousuke、Murata Miyuki、Ishida Susumu
    • 雑誌名

      Investigative Opthalmology & Visual Science

      巻: 61 ページ: 29~29

    • DOI

      10.1167/iovs.61.14.29

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of Spermine Oxidase through Hypoxia-Inducible Factor-1α Signaling in Retinal Glial Cells under Hypoxic Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Wu Di、Noda Kousuke、Murata Miyuki、Liu Ye、Kanda Atsuhiro、Ishida Susumu
    • 雑誌名

      Investigative Opthalmology & Visual Science

      巻: 61 ページ: 52~52

    • DOI

      10.1167/iovs.61.6.52

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] (プロ)レニン受容体を標的にした新規機能阻害薬(核酸医薬)の開発2021

    • 著者名/発表者名
      神田敦宏.
    • 学会等名
      第40回日本眼薬理学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Glucocorticoid-transactivated TSC22D3 attenuates hypoxia- and diabetes-induced Muller glial galectin-1 expression via HIF-1α destabilization2020

    • 著者名/発表者名
      Kanda A, Hirose I, Yoshida S, Noda K, Murata M, Ishida S.
    • 学会等名
      Euretina 2020 Virtual
    • 国際学会
  • [学会発表] The vicious cycle of TGF-β autoinduction contributes to VEGF-A expression in Muller glial cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Wu D, Kanda A, Murata M, Ishida S.
    • 学会等名
      Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) Annual Meeting: Web
    • 国際学会
  • [学会発表] Dexamethasone attenuates hypoxia- and diabetes-induced retinal galectin-1 expression via reducing hypoxia-inducible factor-1α protein in vitro and in vivo.2020

    • 著者名/発表者名
      Kanda A, Hirose I, Yoshida, Murata M, Ishida S.
    • 学会等名
      Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) Annual Meeting: Web
    • 国際学会
  • [学会発表] Hypoxia-inducible factor-1α is a key regulator of galectin-1/ LGALS1 expression in human retinal pigment epithelial cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto T, Kanda A, Murata M, Kase S, Ishida S.
    • 学会等名
      Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) Annual Meeting: Web
    • 国際学会
  • [学会発表] 血管新生緑内障の病態形成における受容体結合プロレニン系の関与2020

    • 著者名/発表者名
      神田敦宏、石塚タンエルダル、新明康弘、大口剛司、陳 進輝、石田 晋.
    • 学会等名
      第26回日本糖尿病眼学会総会、Web開催
  • [学会発表] 長期経過観察した抗リカバリン抗体陽性非腫瘍随伴自己免疫性網膜症の1例2020

    • 著者名/発表者名
      田中孝幸、安藤 亮、神田敦宏、齋藤 航、石田 晋.
    • 学会等名
      第68回日本臨床視覚電気生理学会、Web開催
  • [学会発表] 網膜色素上皮細胞における血管新生因子ガレクチン-1発現制御機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      山本 拓、神田敦宏、加瀬 諭、村田美幸、石田 晋.
    • 学会等名
      第124回日本眼科学会総会、WEB開催
  • [学会発表] TGF-β causes VEGF-A expression forming the vicious cycle of TGF-β autoinduction.2020

    • 著者名/発表者名
      Wu D, Kanda A, Murata M, Ishida S.
    • 学会等名
      第124回日本眼科学会総会、WEB開催
  • [学会発表] Mullerグリア細胞における低酸素誘導ガレクチン-1発現の制御機構.2020

    • 著者名/発表者名
      神田敦宏.
    • 学会等名
      第13回Retina Research Meeting
    • 招待講演
  • [図書] 脈絡膜血管新生と線維化におけるガレクチン-1の関与.2020

    • 著者名/発表者名
      呉迪、神田敦宏、石田 晋.
    • 総ページ数
      95: 29,
    • 出版者
      北海道医学雑誌.
  • [図書] 糖鎖と糖鎖結合タンパク質の相互作用による糖尿病網膜症病態形成機序の解明.研究報告書2020

    • 著者名/発表者名
      神田敦宏.
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      日本失明予防協会

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公開日: 2021-12-27  

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