臨床薬理の進歩 No.41
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表1 前房水タンパク質濃度と角膜移植後のCEnC密度の相関術後3か月6か月12か月24か月36か月Spearman相関解析r角膜では単層六角形CEnCが観察され、透過電子顕微鏡ではクリステなどの正常構造のミトコンドリアが観察された(図1G,H)。一方、水疱性角膜症のCEnCでは走査電子顕微鏡でCEnC数が減少し、個々の細胞面積が拡大し樹状様突起が生じ部分的に変性したコラーゲン線維のデスメ膜が露出することが観察され、透過電子顕微鏡でミトコンドリアに空胞変性とクリステ構造破壊がみられた(図1J, 白矢頭)。そこでミトコンドリアを染色するMitotrackerでCEnCを染色すると正常CEnCでは細胞質が均一に染色されたが(図1K)、水疱性角膜症では染色が乏しく空胞変性が観察された(図1L, 白矢印)。ミトコンドリア膜電位を反映するJC-1染色では正常のCEnCでみられる染色(図1M)が、水疱性角膜症のCEnCで消失したのが観察され (図1N)、水疱性角膜症ではミトコンドリアの機能不全を示唆すると考えられた。CEnCは増殖能がなく、年齢や特に水疱性角膜症の病的な前房水に長期曝露されるとミトコンドリア障害が蓄積する可能性があると考えられた15〜16)。ヒト前房水のプロテオーム解析 ヒト角膜移植の長期予後に、前房水タンパク質濃度が関連することがわかったが、どのようなタンパク質がCEnCに悪い影響があるのかはわかっていない。前房水の病的変化はどのようなものかを特定するために、前房水のプロテオーム解析を行った。水疱性角膜症と正常眼の前房水からLC/MSを用いて、1162種類のタンパク質を定量できた。そのうち、正常眼と比較して265種類が有意に変化(150が上昇、115が低下)していた(図2A,B)。水疱性角膜症では補体活性経路が有意に上昇し虹彩萎縮に伴う前房水の微小環境の病的変化は角膜移植片の早期機能不全につながる0.3870.3030.2790.4330.526(図2C)、糖代謝が低下していた(図2D)。水疱性角膜症で変化した代表的なタンパク質をヒートマップで示す(図2E)。水疱性角膜症では、ミトコンドリアでのエネルギー代謝を担うATP synthase subunit(ATP5s)やNicotinamide adenine dinucleotide phosphate(NADP)、Propionyl-CoA carboxylase alpha chain(PCCA)が有意に低下し、その一方で、C1-9やcomplement factor Hなどの補体系タンパク質が有意に上昇していた。また培養CEnCの培養液で上昇するとCEnCの品質が悪いことを示すCD44 17)の濃度も水疱性角膜症で上昇していた。有意に変化したタンパク質群から、水疱性角膜症ではleukocyte mediated immunity、immune response、response to stress、defense response、complement activation、およびresponse to stimulusの生体経路が有意に亢進し(図2F)、monosaccharide biosynthetic process、nicotinamide nucleotide metabolic process、cell adhesion、NAD/NADH metabolic process、glycolytic processおよびoxidoreduction coenzyme metabolic processの生体経路が有意に低下していた(図2G)。Search Tool for the Retrieval of Interacting Genes/Proteins (STING)を用いたパスウェイ解析では、水疱性角膜症ではproteolysis(GO0030162, P=1.78×10-39), immune response(GO0006955, P=1.05×10-24)とcomplement activation (GO0030449, P=3.96×10-24)が亢進経路として検出され(図2H)、NAD/NADH metabolic process(GO0019674/0006757, P=1.00×10-8)やglycolytic process (GO0006096, P=4.89×10-8)が有意に低下していた(図2I)。遺伝性の角膜内皮疾患であるFuchs角膜内皮ジストロフィは欧米に多くその人口の4%を占めるが、角膜移植の95%信頼区間0.193−0.5530.0987−0.4830.0748−0.4600.215−0.6100.190−0.751P値0.00020.00430.00820.00030.00417171

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