RPE細胞を用いた先端研究のための眼科学におけるTEER

眼科研究

経上皮電気抵抗（TEER）は眼科研究において強力なツールとして登場し、網膜色素上皮（RPE）細胞生物学の研究および加齢黄斑変性症（AMD）などの網膜疾患の治療法としてのこれらの細胞の開発における標準的な方法となっています。RPE細胞層のバリア機能と完全性を評価するためのTEERの応用は、網膜疾患の理解を大きく進展させ、これまでで最も有望な細胞治療のいくつかを含む革新的な治療介入への道を開きました。本記事では、研究および臨床応用の両方でRPE細胞を利用した研究に焦点を当て、眼科研究におけるTEERの使用について探ります。

ワールドプレシジョンインスツルメンツ チーフサイエンティフィックオフィサー Adrienne L. Watson, PhD

眼科研究におけるTEER：網膜研究の革新者

TEER測定は眼科研究の分野に革命をもたらし、RPE細胞を含む上皮細胞層のバリア特性を非侵襲的かつ非破壊的にリアルタイムで評価する方法を提供しました。RPE細胞間のタイトジャンクションは血液網膜関門の維持と網膜機能のサポートに重要な役割を果たしています。TEERはRPE細胞の構造的完全性と機能性に関する貴重な洞察を提供し、研究者が網膜の微小環境の健康状態を評価し、疾患メカニズムを調査することを可能にします。

RPE細胞を用いたTEERの研究

TEERはAMDの文脈でRPE細胞単層のバリア機能を評価するために利用されてきました。研究者たちはTEER測定がRPE細胞のバリア完全性を正確に反映し、細胞の生存性と機能性の正確かつ再現性のある指標として機能することを示しました。いくつかの研究は、前臨床研究および臨床試験におけるRPE細胞の品質管理ツールとしてのTEERの可能性を強調しています。現在、TEERはRPE細胞治療の品質管理の標準的な方法となり、RPE製造施設のワークフローに組み込まれています。3-7

また、研究者たちはTEERが糖尿病網膜症患者のRPE細胞のバリア特性をモニタリングするために使用できることを示しました。この研究はTEER値と疾患進行との相関を明らかにし、TEERが糖尿病患者の網膜の健康状態および治療反応の予測バイオマーカーとして機能する可能性を示唆しています。8 これらの発見は、さまざまな網膜疾患に対する個別化治療アプローチにおけるTEERの重要性を強調しています。9

RPE細胞を用いたTEERの臨床応用

臨床現場では、TEER測定は網膜疾患のためのRPE細胞治療の品質管理評価に統合されています。移植前のRPE細胞単層のバリア完全性はRPE機能と相関し、細胞ベース治療における臨床的に関連する予測バイオマーカーとしてTEERが治療結果の予測に使用できることが示されています。

RPE細胞を用いたTEER研究の今後の展望

眼科におけるTEER研究の未来は、網膜疾患の理解と標的治療の開発にさらなる進展をもたらすことが期待されています。研究者がRPE細胞研究におけるTEERの応用を探求し続ける中で、疾患メカニズム、診断および予後バイオマーカー、治療戦略に関する新たな知見が生まれるでしょう。TEERの眼科研究および臨床実践における標準ツールとしての開発と統合は、より安全で効果的な治療を可能にし、網膜疾患に対する個別化医療アプローチに貢献し、最終的には患者の治療成績と生活の質の向上につながるでしょう。10-12

参考文献

  1. 色素上皮バリアと網膜疾患。Discov Med. 2022年7-8月;34(171):19-24. PMID: 36274257.

  2. Wang M, Wei J, Li H, Wang F. TGF-β誘導による網膜色素上皮細胞の上皮間葉転換における経上皮電気抵抗および細胞内イオン濃度の変化。Am J Transl Res. 2022年4月15日;14(4):2728-2738. PMID: 35559413; PMCID: PMC9091112.

  3. Toops KA, Tan LX, Lakkaraju A. 偏極化した初代ブタRPE単層における細胞内輸送のライブイメージングのための詳細な3段階プロトコル。Exp Eye Res. 2014年7月;124:74-85. doi: 10.1016/j.exer.2014.05.003. 2014年5月23日公開。PMID: 24861273; PMCID: PMC4100485.

  4. Miyagishima KJ, Wan Q, Corneo B, Sharma R, Lotfi MR, Boles NC, Hua F, Maminishkis A, Zhang C, Blenkinsop T, Khristov V, Jha BS, Memon OS, D'Souza S, Temple S, Miller SS, Bharti K. 臨床応用のための誘導多能性幹細胞由来網膜色素上皮の追求。Stem Cells Transl Med. 2016年11月;5(11):1562-1574. doi: 10.5966/sctm.2016-0037. 2016年7月11日公開。PMID: 27400791; PMCID: PMC5070511.

  5. Sharma R, Khristov V, Rising A, Jha BS, Dejene R, Hotaling N, Li Y, Stoddard J, Stankewicz C, Wan Q, Zhang C, Campos MM, Miyagishima KJ, McGaughey D, Villasmil R, Mattapallil M, Stanzel B, Qian H, Wong W, Chase L, Charles S, McGill T, Miller S, Maminishkis A, Amaral J, Bharti K. 臨床グレードの幹細胞由来網膜色素上皮パッチが齧歯類およびブタの網膜変性を救済。Sci Transl Med. 2019年1月16日;11(475):eaat5580. doi: 10.1126/scitranslmed.aat5580. 訂正: Sci Transl Med. 2019年2月6日;11(478):eaaw7624. doi: 10.1126/scitranslmed.aaw7624. PMID: 30651323; PMCID: PMC8784963.

  6. Bharti K, Miller SS, Arnheiter H. 新しいパラダイム：胚性または誘導多能性幹細胞から生成された網膜色素上皮細胞。Pigment Cell Melanoma Res. 2011年2月;24(1):21-34. doi: 10.1111/j.1755-148X.2010.00772.x. 2010年10月7日公開。PMID: 20846177; PMCID: PMC3021640.

  7. Zhang Q, Presswalla F, Ali RR, Zacks DN, Thompson DA, Miller JML. 直接的なmTOR阻害なしでのオートファジーの薬理学的活性化は乾性黄斑変性症治療の戦略。Aging (Albany NY). 2021年4月19日;13(8):10866-10890. doi: 10.18632/aging.202974. 2021年4月19日公開。PMID: 33872219; PMCID: PMC8109132.

  8. Fresta CG, Fidilio A, Caruso G, Caraci F, Giblin FJ, Leggio GM, Salomone S, Drago F, Bucolo C. 内皮細胞、ペリサイト、アストロサイトに基づく新しいヒト血液網膜関門モデル。Int J Mol Sci. 2020年2月27日;21(5):1636. doi: 10.3390/ijms21051636. PMID: 32121029; PMCID: PMC7084779.

  9. Scuderi S, D'Amico AG, Castorina A, Imbesi R, Carnazza ML, D'Agata V. 外側血液網膜関門機能障害モデルにおけるPACAPおよびVIPの透過性増加に対する改善効果。Peptides. 2013年1月;39:119-24. doi: 10.1016/j.peptides.2012.11.015. 2012年12月5日公開。PMID: 23220033.

  10. Padi S, Manescu P, Schaub N, Hotaling N, Simon C Jr, Bharti K, Bajcsy P. 細胞機能予測における人工知能ベースのアプローチの比較。Inform Med Unlocked. 2020;18:https://doi.org/10.1016/j.imu.2019.100270. PMID: 32864421; PMCID: PMC7450761.

  11. Cao L, Liu J, Pu J, Milne G, Chen M, Xu H, Shipley A, Forrester JV, McCaig CD, Lois N. 偏極化した網膜色素上皮は加齢とともに減少する電気信号を生成し、網膜病理を調節。J Cell Mol Med. 2018年11月;22(11):5552-5564. doi: 10.1111/jcmm.13829. 2018年8月30日公開。PMID: 30160348; PMCID: PMC6201363.

  12. Regha K, Bhargava M, Al-Mubaarak A, Chai C, Parikh BH, Liu Z, Wong CSW, Hunziker W, Lim KL, Su X. 異なる幹細胞由来の網膜色素上皮細胞の高収率精製のためのカスタマイズ戦略。Sci Rep. 2022年9月16日;12(1):15563. doi: 10.1038/s41598-022-19777-2. PMID: 36114268; PMCID: PMC9481580.