医療ビッグデータと新規モデル動物を応用した大動脈解離発症の病態解明と予防法開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K06686
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 石澤 啓介 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (60398013)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今西 正樹 徳島大学, 病院, 助教 (00734344) [Withdrawn] ; 石澤 有紀 徳島大学, AWAサポートセンター, 准教授 (40610192) ; 座間味 義人 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 准教授 (70550250) ; 合田 光寛 徳島大学, 病院, 特任助教 (40585965) ; 武智 研志 徳島大学, 病院, 特任助教 (90793240) [Withdrawn] ; 中馬 真幸 徳島大学, 病院, 特任助教 (20819289)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 大規模医療情報データベース / 大動脈解離 / ドラッグリポジショニング

Outline of Annual Research Achievements

当研究課題では、リアルワールドデータである大規模医療情報解析と、新規モデル動物を用いた基礎研究を融合させることで大動脈解離発症の病態解明と予防法開発を目指している。申請者らが確立した薬物誘発性大動脈解離易発症モデルマウスでは、内皮障害を惹起する一酸化窒素合成酵素 (NOS) 阻害剤であるNω-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME)、血圧を上昇させる angiotensin II (Ang II)、弾性線維の脆弱化を惹起するリジルオキシダーゼ阻害剤β-aminopropionitrile (BAPN)の３剤を投与することで解離発症を誘発する。これまですでに大規模医療情報データベースの一つ、日本医薬品医療機器総合機構 (PMDA) が提供するJADER (Japanese Adverse Drug Event Report database) の解析により、脂質異常症治療薬であるスタチンが大動脈解離発症予防効果を有する可能性を見出し、LABモデルマウスを用いて検証した。令和元年度は、さらに、免疫抑制剤の一つに解離発症予防効果を有する可能性をデータベース解析より明らかにした。LABモデルマウスでその効果を検討したところ、発症予防効果が示唆されており、現在さらに解析を進めているところである。一方、解離発症抑制の鍵分子として着目しているERK5の機能解明のため、内皮細胞特異的ERK5ノックアウトマウス(ERK5EKO)を用いてAng II+BAPNの刺激で解離発症率に影響を及ぼすか否かについて検討した。その結果、L-NAME非存在化では有意な解離発症抑制効果は認められなかったが、本モデルにおける血圧上昇反応に対し、それを制御している可能性が示された。内皮細胞におけるERK5が血圧調節メカニズムになんらかの役割を果たしている可能性を考え、急性大動脈疾患発症におけるERK5の意義について現在さらなる検討を進めているところである。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究は、近年進歩が著しいデータマイニング研究に従来の基礎研究を融合させる新しい手法を導入することで、大動脈解離発症の病態生理・分子機序に立脚し、かつ臨床応用が見込める発症予防戦略の開発を目指している。現在までの検討から、実際にリアルワールドデータから得られた情報がin vivo、in vitro研究によって検証され得ることを明らかにしており、ドラッグリポジショニングに向けた非常に有用な新規の研究手法が確立されたと考えられる。また、本研究課題の2年目となった令和元年度には、さらに新たな候補薬の抽出と効果判定、さらに遺伝子改変マウスを用いた機序解明に着手でき、新たな知見が得られつつある。このことから、概ね順調に進捗していると考える。

Strategy for Future Research Activity

今回新たにデータベース解析から得られた大動脈解離発症予防候補薬剤について、LABモデルマウスを用いて解離発症に対する効果を検討する。さらに培養細胞を用いたin vitroの実験にて作用機序を検討する。具体的には、血管内皮細胞に対する機能保護効果を、細胞生存率、一酸化窒素合成酵素活性、細胞接着分子の発現変化などを指標に評価する。また、血管平滑筋細胞においては細胞増殖能を、線維芽細胞においては細胞外基質の産生、線維化に関わるTGF-βやSmadなどのシグナル伝達分子の活性化を指標として候補薬剤の作用を検討する。血管内皮機能の保護に重要であることがわかっているERK5の内皮特異的欠損マウスを用いてLABモデルを作成し、解離発症率に合わせ、血圧上昇作用、内皮機能障害、中膜弾性線維の変性など、包括的に病態を観察し、解離発症の鍵を握ると考えられる内皮機能への影響と分子機序の詳細を明らかにする。

Causes of Carryover

（理由）
3月に納品となり、支払が完了していないため。
（計画）
4月に支払が完了する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Rho-associated protein kinase and cyclophilin A are involved in inorganic phosphate-induced calcification signaling in vascular smooth muscle cells (2020)
  • Author(s): Tatsuya Tsuda, Masaki Imanishi, Mizuho Oogoshi, Yoshitaka Kihira, Yuya Horinouchi, Yoshito Zamami, Keisuke Ishizawa, Yasumasa Ikeda, Ichiro Hashimoto, Toshiaki Tamaki, Yuki Izawa-Ishizawa
  • Journal Title: Journal of Pharmacological Sciences Volume: 142 Pages: 109-115
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2019.12.005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Search for therapeutic agents for cardiac arrest using a drug discovery tool and large-scale medical information database (2019)
  • Author(s): Yoshito Zamami, Takahiro Niimura, Toshihiro Koyama, Yuta Shigemi, Yuki Izawa-Ishizawa, Ayako Ohshima, Keisaku Harada, Toru Imai, Hiromi Hagiwara, Naoto Okada, Mitsuhiro Goda, Kenshi Takechi, Masayuki Chuma, Koichiro Tsuchiya, Yutaka Kondo, Shiro Hinotsu, Mitsunobu R Kano, Keisuke Ishizawa
  • Journal Title: Frontiers in Pharmacology Volume: 10 Pages: -
  • DOI: 10.3389/fphar.2019.01257
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 薬剤誘発性急性大動脈疾患に対するケルセチンの効果 (2019)
  • Author(s): 鈴木琴子, 石澤 有紀, 合田 光寛, 近藤 正輝, 今西 正樹, 座間味 義人, 堀ノ内 裕也, 武智 研志, 中馬 真幸, 池田 康将, 石澤 啓介
  • Organizer: 第135回日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] キサンチンオキシダーゼ阻害剤による新規血管線維化抑制機構の検討 (2019)
  • Author(s): 近藤 正輝, 今西 正樹, 生藤 来希, 村井 陽一, 福島 圭譲, 堀ノ内 裕也, 石澤 有紀, 合田 光寛, 座間味 義人, 武智 研志, 中馬 真幸, 池田 康将, 藤野 裕道, 土屋 浩一郎, 石澤 啓介
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] 大規模医療情報を用いたニコランジルの心肺停止後予後改善効果の検討 (2019)
  • Author(s): 新村 貴博, 座間味 義人, 石澤 有紀, 合田 光寛, 武智 研志, 中馬 真幸, 福島 圭穣, 堀ノ内 裕也, 池田 康将, 藤野 裕道, 土屋 浩一郎, 石澤 啓介
  • Organizer: 医療薬学フォーラム2019／第27回クリニカルファーマシーシンポジウム
• [Presentation] Development of therapeutic agents using drug discovery tools and large-scale medical information (2019)
  • Author(s): Yoshito Zamami, Yuki Izawa-Ishizawa, Takahiro Niimura, Mitsuhiro Goda, Naoto Okada, Kenshi Takechi, Masayuki Chuma, Keijo Fukushima, Yuya Horinouchi, Yasumasa Ikeda, Hiromichi Fujino, Koichiro Tsuchiya, Keisuke Ishizawa
  • Organizer: FIP2019
  • Int'l Joint Research