研究者詳細

顔写真

コバヤシ　ワタル
小林　航
Wataru Kobayashi
所属
病院　感覚器・理学診療科　眼科
職名
助教
学位

  • 医学博士 （東北大学）

論文 12

  1. Long-Term Surgical Outcomes and Possible Postoperative Complication with Severe Corneal Endothelial Cell Loss After Trabeculectomy for Cytomegalovirus-Associated Anterior Uveitis with Secondary Glaucoma. 国際誌

    Masaaki Yoshida, Yu Yokoyama, Taiki Kokubun, Satoru Tsuda, Noriko Himori, Shigeto Maekawa, Shunji Yokokura, Takehiro Hariya, Wataru Kobayashi, Kazuki Hashimoto, Toru Nakazawa

    Ocular immunology and inflammation　1-9　2023年4月24日

    DOI： 10.1080/09273948.2023.2197497 　

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    PURPOSE: We assess long-term surgical outcomes after an initial trabeculectomy for cytomegalovirus-associated anterior uveitis with secondary glaucoma (CMV-SG). METHODS: We retrospectively reviewed the medical records of 16 eyes of 15 patients with CMV-SG and 157 eyes of 157 patients with primary open-angle glaucoma. The average follow-up period was approximately 3 years. Surgical success was defined as intraocular pressure (IOP) below 18 mmHg and at least 20% lower than baseline. RESULTS: Kaplan-Meier survival analysis revealed that bleb survival rates were not significantly different in the CMV-SG and POAG groups (P = 0.75). Bullous keratopathy occurred in 2 of 16 eyes with CMV-SG postoperatively but did not occur in the POAG group. The corneal endothelial cell density decreased by 34.2 ± 22.7% in the CMV-SG group during an average follow-up period of 2.7 ± 2.0 years. CONCLUSION: Trabeculectomy effectively controlled IOP in CMV-SG, but attention must be paid to corneal endothelial cell loss.

  2. Ripasudil eyedrops ameliorated bullous keratopathy complicated with cytomegalovirus corneal endotheliitis: a case report. 国際誌

    Masaaki Yoshida, Shunji Yokokura, Takehiro Hariya, Wataru Kobayashi, Kazuki Hashimoto, Toru Nakazawa

    Ocular immunology and inflammation　1-4　2021年11月2日

    DOI： 10.1080/09273948.2021.1988114 　

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    PURPOSE: We describe a case of bullous keratopathy complicated with cytomegalovirus (CMV) corneal endotheliitis that was successfully treated with ripasudil eye drops. METHODS: A retrospective case report. RESULTS: A 65-year-old female patient diagnosed with CMV-associated anterior uveitis in the right eye was referred to us when anterior uveitis recurred with bullous keratopathy. Initial best-corrected visual acuity (BCVA) was 0.4 (decimal visual acuity). Her condition did not improve with anti-CMV treatment, and BCVA decreased to 0.07. At this point, intraocular pressure (IOP) was 20 mmHg, and ripasudil eye drops were started for IOP control. After 1 month, not only had IOP decreased to 14 mm Hg but the condition of the corneal edema had also improved. The central corneal thickness decreased to a normal level, and the BCVA recovered to 0.8. CONCLUSION: Ripasudil eye drops not only lower IOP in patients with CMV corneal endotheliitis but may also have the potential to treat bullous keratopathy.

  3. ヒトiPS細胞由来3次元立体網膜組織に対する静水圧負荷の検討

    小林 航, 吉野 大輔, 継田 美里, 堺 香名子, 小椋 利彦, 中澤 徹

    日本緑内障学会抄録集　32回　77-77　2021年9月

    出版者・発行元： 日本緑内障学会

  4. Association between aqueous humor cytokines and postoperative corneal endothelial cell loss after Descemet stripping automated endothelial keratoplasty. 国際誌

    Tatsu Okabe, Wataru Kobayashi, Takehiro Hariya, Shunji Yokokura, Toru Nakazawa

    PloS one　16　(12)　e0260963　2021年

    DOI： 10.1371/journal.pone.0260963 　

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    This study measured the intraoperative anterior aqueous humor concentrations of various cytokines during corneal endothelial transplantation and searched for relationships between these concentrations and postoperative corneal endothelial cell (CEC) depletion. We recruited 30 consecutive patients who underwent corneal endothelial transplantation with Descemet's stripping automated endothelial keratoplasty (DSAEK) at Tohoku University Hospital between February 2014 and July 2017. During surgery, we obtained aqueous humor samples and later measured the concentrations of 27 cytokines with a Multiplex Bead Assay (Bio-Plex Pro). We counted CECs 1, 6 and 12 months after surgery, and used Spearman's rank correlation coefficient to identify relationships between CEC depletion and the concentrations of detected cytokines. The loss of CECs 1-6 months after surgery was significantly correlated with IL-7, IP-10, MIP-1a and MIP-1b concentrations (-0.67, -0.48, -0.39, and -0.45, respectively, all P <0.01). CEC loss 1-12 months after surgery was significantly correlated with IL-1b, IL-7, IP-10 and RANTES concentrations (-0.46, -0.52, -0.48, and -0.43, respectively). Multiple regression analysis showed that IL-7 concentration was significantly associated with CEC loss 1-6 months after surgery (b = -0.65, P < 0.01) and IP-10 concentration was associated with CEC loss 1-12 months after surgery (β = -0.38, P < 0.05). These results suggest that not only inflammatory cytokines but also IL-7, a cytokine related to lymphocytes, may be involved in the depletion of CECs after DSAEK, particularly depletion that occurs relatively early.

  5. Companion diagnosis for retinal neuroprotective treatment by real-time imaging of calpain activation using a novel fluorescent probe. 国際誌 査読有り

    Toshifumi Asano, Yuri Nagayo, Satoru Tsuda, Azusa Ito, Wataru Kobayashi, Kosuke Fujita, Kota Sato, Koji M Nishiguchi, Hiroshi Kunikata, Hiroyoshi Fujioka, Mako Kamiya, Yasuteru Urano, Toru Nakazawa

    Bioconjugate chemistry　2020年8月25日

    DOI： 10.1021/acs.bioconjchem.0c00435 　

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    Calpain activation induces retinal ganglion cell (RGC) death, while calpain inhibition suppresses RGC death, in animal studies. However, the role of calpain in human retinal disease is unclear. This study investigated a new strategy to study the role of calpain based on real-time imaging. We synthesized a novel fluorescent probe for calpain, acetyl-L-leucyl-L-methionine-hydroxymethyl rhodamine green (Ac-LM-HMRG) and used it for real-time imaging of calpain activation. The toxicity of Ac-LM-HMRG was evaluated with a lactate dehydrogenase (LDH) cytotoxicity assay, retinal sections, and electroretinograms (ERG). Here, we performed real-time imaging of calpain activation in a rat model. First, we administered N-methyl-D-aspartate (NMDA) to induce retinal injury. Twenty minutes later, we administered an intravitreal injection of Ac-LM-HMRG. Real-time imaging was then completed with a non-invasive confocal scanning laser ophthalmoscope. The inhibitory effect of SNJ-1945 against calpain activation was also examined with the same real-time imaging method. Ac-LM-HMRG had no toxic effects. The number of Ac-LM-HMRG-positive cells in real-time imaging significantly increased after NMDA injury, and SNJ-1945 significantly lowered the number of Ac-LM-HMRG-positive cells. Real-time imaging with Ac-LM-HMRG was able to quickly quantify the NMDA-induced activation of calpain and the inhibitory effect of SNJ-1945. This technique, used as a companion diagnostic system, may aid research into the development of new neuroprotective therapies.

  6. Concomitant herpes simplex keratitis and autoimmune-associated ulcerative keratitis in rheumatoid arthritis patients. 国際誌 査読有り

    Masaaki Yoshida, Takehiro Hariya, Shunji Yokokura, Wataru Kobayashi, Ryu Watanabe, Tomonori Ishii, Toru Nakazawa

    American journal of ophthalmology case reports　18　100648-100648　2020年6月

    DOI： 10.1016/j.ajoc.2020.100648 　

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    Purpose: To describe four cases of concomitant herpes simplex keratitis (HSK) and autoimmune-associated ulcerative keratitis (UK) in patients with rheumatoid arthritis (RA). Observations: All patients developed HSK and UK while undergoing treatment for RA. The average age of onset for RA, UK and HSK was 49.3, 69.5 and 70.5 years, respectively. UK preceded HSK in three cases and followed HSK in one case. Two patients had bilateral UK and two had unilateral UK. HSK was unilateral in all cases. All the cases had been treated with immunosuppressive agents including steroid, methotrexate, calcineurin inhibitors, etanercept and tocilizumab at the onset of HSK. Every patient was treated for HSK with topical acyclovir ointment combined with oral valacyclovir. The final visual outcome was extremely poor despite intensive therapy. Conclusions and Importance: These cases raise the possibility that RA patients have an increased risk of HSK, and that HSK may tend to be severe in these patients because of their immunocompromised condition. Furthermore, the complication of HSK and UK in RA patients is difficult to treat because of the atypical clinical manifestation. Thus, the emergence of corneal ulcer, especially in patients with a long clinical history of RA, calls for careful follow-up.

  7. 大学病院へ紹介された感染性角膜炎疑い症例における全身投与抗菌薬の使用状況の調査 査読有り

    吉田 真彰, 横倉 俊二, 望月 清文, 戸所 大輔, 針谷 威寛, 小林 航, 小澤 憲司, 齊藤 千真, 中澤 徹

    日本眼科学会雑誌　124　(1)　21-23　2020年1月

    出版者・発行元： (公財)日本眼科学会

    ISSN：0029-0203

  8. Bilateral Necrotizing Herpes Simplex Keratitis in an Immunocompetent Patient With Genetic Analysis of Herpes Simplex Virus 1

    Masaaki Yoshida, Mayumi Hosogai, Shunji Yokokura, Kota Sato, Takehiro Hariya, Wataru Kobayashi, Tatsu Okabe, Daisuke Todokoro, Toru Nakazawa

    Cornea　38　(9)　1185-1188　2019年9月1日

    出版者・発行元： NLM (Medline)

    DOI： 10.1097/ICO.0000000000002026 　

    ISSN：1536-4798

  9. Bilateral Necrotizing Herpes Simplex Keratitis in an Immunocompetent Patient With Genetic Analysis of Human Simplex Virus 1. 査読有り

    Yoshida M, Hosogai M, Yokokura S, Sato K, Hariya T, Kobayashi W, Okabe T, Todokoro D, Nakazawa T

    Cornea　2019年6月

    DOI： 10.1097/ICO.0000000000002026 　

    ISSN：0277-3740

  10. Twenty-nine-gauge dual-chandelier retroillumination for the non-open-sky continuous curvilinear capsulorhexis in the penetrating keratoplasty triple procedure 査読有り

    Shunji Yokokura, Takehiro Hariya, Wataru Kobayashi, Yasuhiko Meguro, Kohji Nishida, Toru Nakazawa

    JOURNAL OF CATARACT AND REFRACTIVE SURGERY　43　(3)　305-308　2017年3月

    DOI： 10.1016/j.jcrs.2017.02.004 　

    ISSN：0886-3350

    eISSN：1873-4502

  11. Efficacy of Chandelier Illumination for Combined Cataract Operation and Penetrating Keratoplasty 査読有り

    Shunji Yokokura, Takehiro Hariya, Megumi Uematsu, Yasuhiko Meguro, Wataru Kobayashi, Kohji Nishida, Toru Nakazawa

    CORNEA　34　(3)　275-278　2015年3月

    DOI： 10.1097/ICO.0000000000000319 　

    ISSN：0277-3740

    eISSN：1536-4798

  12. 切迫早産に対するリトドイン塩酸塩静脈注射後に急性緑内障発作をきたしたプラトー虹彩緑内障の一例

    橋本 清香, 国松 志保, 小林 航, 新田 文彦, 目黒 泰彦, 中澤 徹

    日本緑内障学会抄録集　23回　142-142　2012年9月

    出版者・発行元： 日本緑内障学会

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MISC 27

  1. 前眼部OCTを用いた角膜内皮移植術の術後経過

    針谷威寛, 小林航, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　49th-41st　2025年

  2. 円錐角膜患者における視神経乳頭周囲網膜神経線維層厚と前房深度の関連

    小林航, 永澤拓也, 二宮高洋, 宮武博, 針谷威寛, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　49th-41st　2025年

  3. フェイキックIOL,LASIKにより水疱性角膜症と色素性緑内障をきたした1例

    細越澤睦章, 針谷威寛, 小林航, 永澤拓也, 桐山卓也, 吉田真彰, 矢花武史, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　48th-40th　2024年

  4. 円錐角膜患者における視神経乳頭組織血流低下に関連する因子の検討

    永澤拓也, 小林航, 宮武博, 山口知暁, 桐山卓也, 吉田真彰, 針谷威寛, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　48th-40th　2024年

  5. 円錐角膜患者における視神経乳頭周囲網膜神経線維層厚と性別の関連

    小林航, 永澤拓也, 二宮高洋, 宮武博, 桐山卓也, 桐山卓也, 吉田真彰, 針谷威寛, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　48th-40th　2024年

  6. フックス角膜ジストロフィーに対する角膜内皮移植術の術後経過に影響を与える因子

    針谷威寛, 小林航, 永澤拓也, 桐山卓也, 吉田真彰, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　48th-40th　2024年

  7. 円錐角膜患者における視神経乳頭周囲網膜神経線維層厚と前眼部パラメーターとの関連

    小林航, 横倉俊二, 桐山卓也, 吉田真彰, 針谷威寛, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　47th-39th　2023年

  8. 初発翼状片の有茎弁移植手術前後における前眼部パラメータと視力の関連

    桐山卓也, 小林航, 山成正宏, 吉田真彰, 針谷威寛, 横倉俊二, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　47th-39th　2023年

  9. サイトメガロウイルスによる角膜ぶどう炎におけるPCR陽性例の特徴

    針谷威寛, 吉田真彰, 桐山卓也, 小林航, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　47th-39th　2023年

  10. 帯状角膜変性症に合併した再発性上皮型角膜ヘルペスの一例

    小犬丸直弘, 小林航, 吉田真彰, 針谷威寛, 横倉俊二, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　46th-38th　2022年

  11. ヘルペス角膜炎に対するMultiplex PCRの有用性

    針谷威寛, 小林航, 小犬丸直弘, 吉田真彰, 横倉俊二, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　46th-38th　2022年

  12. 円錐角膜における視神経乳頭周囲網膜神経線維層厚の部位的特徴

    小林航, 横倉俊二, 小犬丸直弘, 吉田真彰, 針谷威寛, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　46th-38th　2022年

  13. Multiplex PCRにてサイトメガロウイルス陽性となった症例の特徴

    針谷威寛, 横倉俊二, 吉田真彰, 小林航, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　45th-37th　2021年

  14. 円錐角膜と視神経乳頭周囲網膜神経線維層厚の関連

    小林航, 横倉俊二, 吉田真彰, 針谷威寛, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　45th-37th　2021年

  15. Multiplex PCRにてヒトヘルペスウイルス6,7陽性となった症例の特徴

    針谷威寛, 横倉俊二, 小林航, 吉田正彰, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　44th-36th　2020年

  16. 角膜内皮移植手術時の前房水中サイトカインと術後角膜内皮細胞密度の予後

    岡部達, 針谷威寛, 横倉俊二, 小林航, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　44th-36th　2020年

  17. 翼状片における複屈折値と前眼部OCTパラメーターとの関連解析

    小林航, 横倉俊二, 針谷威寛, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　44th-36th　2020年

  18. 初発翼状片頭部の複屈折と高次収差の相関についての解析

    横倉俊二, 小林航, 針谷威寛, 吉田真彰, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　44th-36th　2020年

  19. iPS細胞由来立体網膜組織構造における網膜神経節細胞マーカーの発現

    小林航, 大西暁士, 高橋政代, 中澤徹

    日本再生医療学会総会(Web)　18th　2019年

  20. 免疫正常患者における難治性両眼単純ヘルペス角膜炎の一例

    岡部達, 針谷威寛, 小林航, 横倉俊二, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　43rd-35th　2019年

  21. 円錐角膜症例における視力と前眼部パラメーターの関連解析

    小林航, 横倉俊二, 針谷威寛, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　43rd-35th　2019年

  22. 三叉神経麻痺と顔面神経麻痺合併例に大腿被覆神経移植を行った2例

    横倉俊二, 針谷威寛, 小林航, 館正弘, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　43rd-35th　2019年

  23. 角膜感染症におけるMultiplex PCRストリップによる病原体の検索

    針谷威寛, 横倉俊二, 小林航, 中澤徹

    日本角膜学会総会・日本角膜移植学会プログラム・抄録集　43rd-35th　2019年

  24. ヒトiPS細胞由来3次元立体網膜組織からImmunopanning法及びMACS法で単離精製した網膜神経節細胞の比較

    小林航, 大西暁士, 井関恭子, 瀧原祐史, 稲谷大, 中澤徹, 杉田直, 高橋政代

    日本再生医療学会総会(Web)　17th　2018年

  25. Culture of retinal ganglion cells (RGC) purified from 3D retinal organoids differentiated from human induced pluripotent stem (iPS) cells

    Wataru Kobayashi, Akishi Onishi, Yuji Takihara, Masaru Inatani, Toru Nakazawa, Masayo Takahashi

    INVESTIGATIVE OPHTHALMOLOGY & VISUAL SCIENCE　57　(12)　2016年9月

    ISSN： 0146-0404

    eISSN： 1552-5783

  26. 角膜染血を伴う硝子体出血に広角観察システム併用25G手術が奏効した1例

    雪田昌克, 國方彦志, 小林航, 阿部俊明, 小林直樹, 中澤徹

    臨床眼科　67　(8)　1331-1336　2013年8月15日

    出版者・発行元： 医学書院

    DOI： 10.11477/mf.1410104864 　

    ISSN： 0370-5579

  27. 黄斑円孔網膜剥離手術でのゲージ別手術成績比較と小切開硝子体手術(MIVS)の有用性

    小林航, 國方彦志, 阿部俊明, 中澤徹

    眼科手術　26　116　2012年12月26日

    ISSN： 0914-6806

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共同研究・競争的資金等の研究課題 8

  1. hexokinase 2を標的とした緑内障創薬

    横山 悠, 中澤 徹, 小林 航, 佐藤 孝太, 津田 聡

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2024年4月1日 ～ 2027年3月31日

  2. 難治性視神経疾患に対するiPS細胞由来正常ミトコンドリア移植法の開発

    小林 航

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2023年4月1日 ～ 2026年3月31日

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    緑内障を代表とする視神経障害の原因としてミトコンドリア機能不全が考えられている。網膜神経節細胞障害とミトコンドリアの関連を調べるために、遺伝性視神経委縮症の1つである常染色体優性視神経萎縮症（autosomal dominant optic atrophy: ADOA）患者由来のiPS細胞（ADOA-iPS）を樹立し、さらに原因遺伝子であるOPA1遺伝子変異をゲノム編集で修復したiPS細胞を樹立した。それぞれのiPS細胞を既存の方法を用いて立体網膜組織へ分化誘導し、その神経突起を電顕で観察した。ADOA-iPS由来網膜組織の神経突起では神経浮腫と分裂したミトコンドリアの増加を認めるのに対して、遺伝子変異を修復したADOA-iPS由来網膜組織では神経浮腫の改善及び融合したミトコンドリアの増加を認めており、網膜神経節細胞の神経突起である視神経の委縮にミトコンドリアの異常が関連していることが示唆された。ミトコンドリアの状態をライブイメージングで観察するため理化学研究所から購入した正常コントロールのiPS細胞に対してミトコンドリア特異的蛍光発現マーカー（Mitochondria-GFP）を遺伝子導入した細胞株を作製した。このiPS細胞を立体網膜組織へ分化誘導し、その内層に網膜神経節細胞マーカーの発現を確認した。 現在この網膜組織からミトコンドリアをストレスフリーに単離する方法について検討中である。

  3. ヒトiPS細胞由来網膜神経節細胞と人工篩状板移植による網膜視神経再生

    中澤 徹, 小林 航, 佐藤 孝太, Sharma Parmanand

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Tohoku University

    2021年7月9日 ～ 2023年3月31日

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    本研究では難治性視神経疾患に対する新しい治療法としてヒトiPS細胞由来網膜神経節細胞移植の基盤を構築することが目的である。本年度はヒトiPS細胞由来網膜神経節細胞がマウスの網膜にどの程度生着するかの検討を行った。ヒトiPS細胞由来網膜神経節細胞は透明でありマウスの網膜に生着したとしてもライブイメージングで観察することが困難なため、Crispr/cas9のゲノム編集技術を利用して網膜神経節細胞の特異的マーカーであるPou4f2遺伝子をGFPで蛍光標識したiPS細胞株を使用した。このiPS細胞から分化誘導した3次元人工的立体網膜組織において、網膜神経節細胞マーカーによる免疫染色でＧＦＰと共染色されることを確認し、GFP蛍光を認めた細胞が網膜神経節細胞であることを確認した。分化誘導した立体網膜組織から単離したヒトiPS細胞由来網膜神経節細胞を8週齢のC57BL/6マウス5匹の硝子体内へ細胞注射を施行した。マウス用眼底観察装置Micronを用いて注射後1週間に眼底を観察したところ全てのマウス眼底に明らかな蛍光発現を認めず、1匹では水晶体後面にわずかに蛍光発現を認めていた。この結果から浮遊細胞では硝子体中で浮き上がり生着が難しいことが原因と考えられた。そこで、同様に8週齢のC57BL/6マウスの網膜を摘出し、Explant cultureを行ってこの上に単離したヒトiPS細胞由来網膜神経節細胞を播種した。3日後の観察で蛍光を有する神経突起が観察され、網膜上に生着すれば神経突起伸長が得られることが示唆された。

  4. ヒトiPS細胞由来網膜神経節細胞におけるミトコンドリア機能障害の検討

    小林 航

    2021年4月1日 ～ 2023年3月31日

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    本研究で使用している常染色体視神経委縮症患者由来iPS細胞(ADOA1-iPSC)においてはOPA1遺伝子のフレームシフト変異である13delGGTAAGGGTTGCAAを認めている。この遺伝子変異に対してCrispr/cas9の技術を用いてゲノム編集を施行した。遺伝子変異のある配列の前後でgRNAを決定し、T7E1 assayの結果から最も切断効率の良いgRNAを選択した。ノックイン用のベクターと共にADOA1-iPSCに遺伝子導入し、DNAシークエンス解析で遺伝子変異の修復が確認された株をマスターストックとして冷凍保存した。さらにこの遺伝子編集したADOA1-iPSCから既報に基づいて3次元人工的立体網膜組織へ分化誘導した。分化誘導中の網膜神経節細胞発生過程における数や位置に関して、正常人コントロール、ADOA1、遺伝子編集したADOA1由来網膜組織で有意な差を認めなかった。また立体網膜組織の形状に関しても有意な違いを認めなかった。この3群間で神経培養を施行したところ、ADOA1群と比較して遺伝子編集したADOA1群で有意に神経突起の密度が大きかった。神経中のミトコンドリアの脱分極を調べたところ、ADOA1群と比較して遺伝子編集したADOA1群で有意に脱分極したミトコンドリアが少なくなっていた。また立体網膜組織から網膜神経節細胞を単離し、培養したところこちらもADOA1群と比較して遺伝子編集したADOA1群で有意に細胞生存率が高かった。本研究からOPA1遺伝子がADOA1の直接的な原因であることが示され、遺伝子治療により病態が改善する可能性が示唆された。

  5. CRISPRスクリーニングによる緑内障感受性遺伝子の同定

    中澤 徹, 小林 航, 佐藤 孝太

    2020年4月1日 ～ 2023年3月31日

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    緑内障は本邦の中途失明原因第一位の眼疾患である。病態は多因子疾患であるにも関わらず、眼圧下降治療しか存在せず、眼圧下降治療後も視野欠損が進行する症例が40％認め、アンメットメデ ィカルニーズが存在する。そのため、緑内障の眼圧以外の病態を明らかにし、病態特異的治療の開発が急務である。緑内障には遺伝的要因があり、ゲノムワイド関連解析（GWAS）により複数の緑内障関連SNPが同定されている。しかし、病態との因果関係について十分に検討されていない。そのため本研究では、神経保護治療のターゲットとなる網膜神経節細胞の脆弱性に寄与する遺伝子変異とそのメカニズムを同定することを目的とした。本年度は、臨床パラメータとSNP情報を関連解析するための検査データセットを構築した。また、GWASにより同定されたゲノムワイド有意水準を超えるSNPならびにその近傍にある遺伝子について調査し、CRISPRスクリーニングの対象とする遺伝子について精査した。加えて、近年報告された国際コンソーシアムによる緑内障GWASから計算されたpolygenic risk scoreの利用を念頭においた解析準備を進めた。基礎研究では、緑内障関連遺伝子の表現型を評価するための細胞株を選定し、細胞培養条件や緑内障病態を反映するストレス負荷条件（酸化ストレス、興奮毒性、炎症、低栄養、低酸素）について検討した。

  6. ヒトiPS細胞キメラマウスを用いた緑内障関連遺伝子変異の病態解析

    中澤 徹, 小林 航

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Tohoku University

    2019年6月28日 ～ 2021年3月31日

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    ヒトiPS細胞から立体網膜組織を作製し、その組織から網膜神経節細胞(iPS-RGC)を単離し培養することが可能になった。しかし、in vitroの研究では眼内の環境を再現出来ないため、ヒトiPS-RGCを小動物の眼内へ移植し生体内で生存に関わる因子の探求することを考えた。その評価のためには立体網膜組織内のRGCを蛍光標識する必要があると考え、CRISPR/Cas9を用いたゲノム編集でGFP標識されたヒトiPS-RGCを作製した。MMEJ法では困難であったが、MHAを長くすることで蛍光標識したiPS細胞を作製出来た。蛍光標識があることで今後イメージングやソーティングを用いた研究が容易になる。

  7. 常染色体優性視神経症患者由来iPS細胞を用いた病態解析

    小林 航

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

    研究機関：Tohoku University

    2019年4月1日 ～ 2021年3月31日

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    常染色体優性視神経萎縮症患者（ADOA）でOPA1遺伝子変異を認める患者の皮膚からiPS細胞を樹立した。このiPS細胞から既報に軽微な修正を加えた分化誘導方法で人工的3次元立体網膜組織へ分化誘導した。分化誘導40日目の立体網膜組織において網膜神経節細胞マーカーで（Pou4f2）で免疫染色を施行するとADOA群及び正常人群でPou4F2陽性細胞数に有意差は認めず、網膜神経節細胞の発生に明らかな差を認めなかった。単離した網膜神経節細胞の神経突起中のミトコンドリアはADOA群で有意に減少していた。神経委縮にはミトコンドリア機能異常が影響している可能性が高い。

  8. iPS細胞由来立体網膜組織を用いた常染色体優性視神経萎縮症の病態解明

    小林 航

    2018年8月24日 ～ 2020年3月31日

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    平成30年度はヒトiPS細胞由来立体網膜組織から網膜神経節細胞を効率的に単離精製する方法として、Immunopanning法とMACS法での比較検討を行った。具体的には、Immunopanning法では抗マクロファージ抗体と抗Thy1抗体で単離するのに対して、MACS法ではより簡易的に単離すること目的として抗Thy1抗体のみで単離を行った。また、立体網膜組織の維持培養期間に関してもこれまでの100日前後から、50日から75日に短縮して比較検討を行った。その結果、MACS法では維持培養期間が短くても単離した網膜神経節細胞の方が有意に長い神経突起伸長を認め、網膜神経細胞の観察研究には適していることが示唆された。 また、立体網膜組織及び網膜神経節細胞の神経突起におけるミトコンドリアの局在をCellLight Mitochondria-GFPを用いてイメージング及び免疫染色を施行した。今後はミトコンドリア障害や緑内障関連神経障害によるタイムラプスな観察を行い、軸索輸送の変化を確認する。また、立体網膜組織に神経障害を与えた際のミトコンドリア関連マーカーの推移をRT-qPCR法を用いて測定したところ、発現の減少が確認され、神経障害とミトコンドリアの関連が示唆された。 本年度は、常染色体優性視神経症患者由来のiPS細胞が樹立出来次第、立体網膜組織への分化誘導を行い、網膜神経節細胞を単離して正常人との比較検討を行う予定である。

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