———————————————————————-Page10910-1810/08/\100/頁/JCLS液柵としてバリア機能を有するほか,視細胞と脈絡膜との間の栄養交換,視細胞外節の貪食,ビタミンA代謝,サイトカインの分泌などの多彩な役割をもつ.RPEと脈絡膜の間には無細胞構造物であるBruch膜があり,RPEと脈絡膜の間の物質拡散や接着を司る.脈絡膜は血管に富み,網膜外層に血液を供給する(図1).加齢黄斑変性ではRPEからBruch膜,脈絡膜にかけて病変が生じ,視細胞を傷害する.2.RPEの加齢変化RPEでは加齢に伴いリポフスチンとよばれる色素顆粒が増加する.RPEは不要な視細胞外節を貪食し,ライソソームにより消化する.加齢によってRPEの機能が低下すると,視細胞外節を消化しきれず,残渣としてリポフスチンが蓄積する.網膜は光刺激に常に曝され,酸素と光が同時に存在することで活性酸素の産生が促進されている.リポフスチンの主要成分である蛍光物質はじめに加齢黄斑変性(age-relatedmaculardegeneration:AMD)にみられる脈絡膜血管新生は,分子病態の解析が臨床応用に直結した注目度の高い研究分野である.脈絡膜血管新生のような病理的血管新生をきたす疾患研究のブレークスルーは,血管内皮細胞の増殖を推進する中心的な分子,血管内皮増殖因子(vascularendothelialgrowthfactor:VEGF)の発見にあった.VEGF発見の前夜は,分子生物学的手法の進歩の黎明期に相当したため,血管新生疾患におけるVEGF研究は飛躍的に展開した.さらに,脈絡膜血管新生の動物モデルが光凝固により比較的簡便に作製できることは,AMDにおける血管病態の解析を加速させた.その結果,VEGF拮抗剤の中心窩脈絡膜血管新生を伴うAMDに対する臨床試験が行われ,光線力学的療法との併用による効果も期待されている.本稿では,AMDの代表的所見であるドルーゼン,脈絡膜新生血管の病態を特徴づける細胞・分子群を概説し,AMDの病態の理解を深めていきたい.I黄斑の構造・機能と加齢変化1.黄斑の機能と構造黄斑(maculalutea)は網膜の後方中央に位置する直径約5.5mmの領域である.黄斑には網膜視細胞が最も密に存在し,視力はおもに黄斑の機能に依存している.視細胞の後方には1層の網膜色素上皮細胞(retinalpig-mentepithelium:RPE)が存在する.RPEは外網膜血(9)1197orihiroagaiuuuIhida加齢16035加齢特集●加齢黄斑変性あたらしい眼科25(9):11971203,2008加齢黄斑変性の分子病態MolecularMechanismsofAge-RelatedMacularDegeneration永井紀博*石田晋**細胞メニン膜脈絡膜細血管図1RPEBruch膜脈絡膜付近の構造———————————————————————-Page21198あたらしい眼科Vol.25,No.9,2008(10)イトカインの分泌,補体の活性化が生じ,炎症によって生じた脂質や蛋白質などが崩壊産物に加わり,ドルーゼンが形成されると考えられている(図2b)3).形成されたドルーゼンは炎症機序をさらに加速する.ドルーゼンには補体小断片,アミロイドb,最終糖化産物(advancedglycationend-product:AGE)など多様な起炎物質が含まれており,ドルーゼン排除のため浸潤したマクロファージや近傍のRPEからVEGFを含む種々のサイトカインが放出される.こうして拡大した炎症は脈絡膜血管新生の形成の基盤となる.IV脈絡膜新生血管1.脈絡膜新生血管滲出型AMDの主要病態である脈絡膜新生血管は脈絡膜由来の血管がBruch膜の亀裂を越えて,RPE下や神経網膜下に異所性に侵入したものである.この未熟な血管網からの出血や脂肪を含んだ血漿成分の漏出が,神経A2Eは光刺激依存性に高度に酸化されて活性酸素を発生し,組織を傷害すると考えられている1).3.Bruch膜の加齢変化Bruch膜は加齢とともに脂質や細胞外基質などの沈着によって厚みを増す.組織学的にはRPEと基底膜の間(basallaminardeposit)や,基底膜とBruch膜の内側膠原線維層の間(basallineardeposit)の多形性物質としても観察される.このようなBruch膜の加齢変化によりRPEと脈絡膜の間の物質輸送,細胞接着などの機能が障害されると考えられる.IIAMDの病型臨床的および病理的所見から加齢黄斑変性は大きく萎縮型,滲出型の2病型に分類される.萎縮型AMDでは網膜色素上皮の萎縮,視細胞の変性,ドルーゼンの形成がみられる.滲出型AMDはより進行した病態で脈絡膜血管新生を特徴とする.IIIドルーゼン1.ドルーゼンとはAMDの初期病変としてドルーゼンがあげられる.ドルーゼンは糖蛋白,脂質,RPEの崩壊産物などからなる細胞外沈着物であり,RPEとBruch膜の間に形成される(図2a).眼底検査ではドルーゼンは黄白色斑として認められる.大きさから小型(直径63μm未満),中型(直径63124μm),大型(直径が124μmより大きい)に分類され,外観より辺縁の明瞭な硬性ドルーゼン,不明瞭な軟性ドルーゼンに分類される.検眼鏡的に大型のドルーゼンの直径は,およそ視神経乳頭縁の網膜静脈の直径と同等以上である.小型の硬性ドルーゼンは健康な高齢者にも存在するが,大型,多数の軟性ドルーゼンは滲出型AMDの有意なリスクとなる2).2.ドルーゼン形成には酸化ストレスと局所の炎症が関与リポフスチンや光による酸化ストレスによりRPEが傷害されると,その崩壊産物は色素上皮とBruch膜の間に蓄積し,局所的な炎症をひき起こす.この結果,サ視細胞外節リポフスチンリポフスチン(A2E)酸化ストレスRPEBruch膜の肥厚脈絡膜毛細血管板ドルーゼンマクロファージ浸潤ab加齢光補体活性化サイトカイン分泌RPEの変性RPEの崩壊産物炎症反応の亢進ドルーゼン図2ドルーゼンの模式図(a)と炎症を介した分子機序(b)———————————————————————-Page3あたらしい眼科Vol.25,No.9,20081199(11)VEGFであり,生理的・病理的どちらの血管新生もVEGFに依存する.VEGFは血管内皮細胞の分裂・増殖を促進するだけでなく,そもそも血管透過性因子(vascularpermeabilityfactor)として報告されたように血管透過性も亢進する.さらにVEGFは走化因子として炎症細胞である白血球を動員し,かつ血管内皮細胞の接着分子を誘導して白血球の接着を促進する炎症性サイトカインとしての機能も持ち合わせている(図4).したがって,VEGFを阻害することで抗血管新生作用だけでなく,抗炎症・抗血管透過性作用も得ることが期待できる.VEGFには5つのisoform(splicevariant)が存在し,眼内ではVEGF121とVEGF165がおもに産生される.血管内皮細胞には,VEGF受容体VEGFR-2が発現して網膜の機能を低下させる直接の原因となる(図3a).2.脈絡膜新生血管の分子・細胞メカニズム脈絡膜血管新生は,黄斑部網膜下の酸化ストレスから炎症性血管新生が惹起されて生じる.この炎症機序はVEGFを中心とするサイトカイン,補体系,炎症細胞,RPEなどさまざまな分子・細胞群のネットワークによって形成される(図3b).a.VEGF─血管新生を制御する中心的分子─血管新生とは,血管内皮細胞が遊走・分裂し管腔を形成するプロセスを指す.血管新生には,個体の正常発生・発育に不可欠な生理的血管新生と,加齢黄斑変性・糖尿病網膜症などの眼疾患や固形腫瘍などでみられる病理的血管新生がある.血管新生を制御する中心的分子がab酸化ストレス脈絡膜血管新生(炎症血管新生)光脈絡膜・RPEにおける炎症の亢進脈絡膜新生血管出血脂質沈着ドルーゼン加齢全身的背景サイトカインネットワーク補体の活性化PEDF発現低下マクロファージ浸潤VEGF発現亢進血管内皮・RPE・マクロファージの協調による病態形成図3脈絡膜血管新生の眼底写真(a)と分子機序(b)白血球(VEGFR-1)血管内皮細胞(VEGFR-2)走化因子として機能白血球の動員ICAM-1発現亢進白血球接着亢進内皮細胞の分裂・増殖血管新生血管透過性亢進炎症因子血管新生因子図4VEGFの作用———————————————————————-Page41200あたらしい眼科Vol.25,No.9,2008(12)による多様なサイトカイン分泌を介した相互作用の影響を受けながら分裂・増殖していく.リクルートされたマクロファージは炎症性サイトカインであるinterleukin-1b(IL-1b)やTNFaを分泌し,RPEにおけるVEGF産生を促すと考えられる.VEGFはそれぞれ,血管内皮細胞とRPEにおける結合組織増殖因子connectivetissuegrowthfactor(CTGF)産生を促し,脈絡膜血管新生の線維化に関与することが示唆された.疫学的研究では脈絡膜新生血管発症の危険因子となる炎症マーカーとしてIL-6が指摘された7).筆者らは,マウス脈絡膜血管新生モデルにおいてIL-6シグナルを阻害するとRPE・脈絡膜炎症とともに血管新生が抑制されることを示した8).このように脈絡膜血管新生では,血管内皮細胞・RPE・マクロファージが協調して炎症性血管新生の病態を進めていくと考えられる.d.補体系による脈絡膜血管新生の制御補体系は補体,補体受容体,補体制御因子など30数種類の蛋白質からなる自然免疫の一つである.補体系は古典経路,レクチン経路,副経路の3つの経路により活性化され,炎症細胞の炎症局所への動員,細胞溶解,走化因子の分泌,血管透過性の亢進などの炎症反応を誘導する.補体系の活性化は補体制御因子によってコントロールされており,補体制御因子が機能しないと補体系の恒常的な活性化によって炎症が亢進する.最近,いくつかの独立したグループが,1番染色体長腕(1q31)に位置する補体H因子遺伝子がコードするアミノ酸の402番の位置におけるチロシンからヒスチジンへの変異(Y402H)がAMDのリスクを上昇させることを報告した9).ヒトは父母由来の2つの対立遺伝子をもち,両親から同じ種類の遺伝子を引き継いでいる場合,ホモ接合とよばれ,異なる種類の遺伝子を引き継いでいる場合,ヘテロ接合とよばれる.これらの研究ではY402H変異がホモ接合の場合,3.37.4倍AMDのリスクを増大させると報告している.H因子は副次経路を抑制する補体制御因子であり,H因子の機能不全によってAMDの基盤となる炎症反応が増大すると考えられている.e.RPEによるantiangiogenicactivityRPEと網膜外層は,脈絡膜毛細血管板の窓構造(fen-estration)による血管透過性によって栄養されており,おり,VEGFの結合により内皮細胞の分裂を担うシグナル伝達がなされる.さらにVEGFR-2は,VEGF165isoformに特異的に結合するneuropilin-1という補助受容体と共発現し,VEGF165/VEGFR-2/neuropilin-1という複合体を形成すると,VEGF165によるVEGFR-2シグナルが増強され,angiogenicactivityが亢進する.このシステムの関与は糖尿病網膜症の線維血管増殖4)などで示されており,VEGF165欠損マウスでも網膜発生段階の生理的血管新生に影響しないことから,VEGF165はpathologicalisoformとして認識されている.現在,厚生労働省により販売認可(2008年7月)がなされた抗VEGFアプタマー(pegaptanib)は,VEGF165を標的に作製され,VEGF121に対する親和性はほとんど認められない薬剤である.抗VEGF中和抗体のFabフラグメント構造を基本にした蛋白製剤であるranibizumabはわが国では販売承認申請が行われている.b.脈絡膜血管新生を推進するRPEとマクロファージ系炎症細胞脈絡膜血管新生は,RPEとマクロファージを中心とした炎症細胞によって促進的に修飾される.脈絡膜新生血管モデルやヒト摘出脈絡膜新生血管膜において,これらの細胞にVEGFの発現が確認されている.VEGFシグナルの阻害により実験的脈絡膜新生血管が抑制された5)ことは,VEGFを標的とした治療戦略の妥当性を示すとともに,RPEとマクロファージが病態を制御していることを示唆している.マクロファージ系細胞はVEGF受容体VEGFR-1を有しているためVEGFそのものが走化因子として働く.さらに,RPEからマクロファージ系細胞の走化因子monocytechemotacticprotein-1(MCP-1)が分泌され,マクロファージがドルーゼン貪食のために動員されるが,その集積部位でVEGFを分泌して血管新生を促進する.マクロファージを薬剤で消去したマウスや,MCP-1受容体ノックアウトマウスにおいて実験的脈絡膜血管新生が抑制されたことから,脈絡膜血管新生はマクロファージに依存していることが示された6).c.炎症性サイトカインのネットワーク脈絡膜血管新生に関与する増殖因子はむろんVEGFだけではない.血管内皮細胞は,RPE・マクロファージ———————————————————————-Page5あたらしい眼科Vol.25,No.9,20081201(13)(心筋梗塞,腎症など)にも関与することが解明されてきた.高血圧の原因となるRA系は循環RA系とよばれ,全身の血液中をRA系分子が循環するのに対し,臓器局所で活性化するRA系は組織RA系とよばれ,炎症病態に関与する(図6a).降圧薬であるRA系抑制薬は,最近は腎症などの臓器保護目的での適応拡大が注目されている.そこで筆者らは,AMDにおける組織RA系の関与を検討した.まず,AMD患者から手術的に採取した脈絡膜新生血管組織にRA系分子アンジオテンシンIIとその1型受容体(angiotensinIItype1receptor:AT1-R)が発現していることを見いだした(図6b)13).つぎに実験的脈絡膜新生血管モデルにおいてもRA系が活性化することを確認したうえでAT1-Rシグナル13),またはアンジオテンシン変換酵素(angiotensinconvertingenzyme:ACE)14)を阻害すると,VEGF,ICAM-1(intercellularadhesionmolecule-1)などの炎症関連分子の発現抑制を介して脈絡膜新生血管が縮小することを明らかにした.すなわちRA系は,高血圧のメカニズムに加えて,炎症機序を介して脈絡膜血管新生に関与する生理的血管透過性はRPEが分泌するVEGFによって維持されている.生理的状態で恒常的なVEGF分泌にもかかわらず血管新生が誘導されないことや,あるいは病理的状態でもRPEの囲い込みにより脈絡膜血管新生が抑制されることから,RPEによるanti-angiogenicactivityが想定されていた.この機序として強力な血管新生抑制因子である色素上皮由来因子(pigmentepithe-lium-derivedfactor:PEDF)の関与が報告された.RPEではPEDFがVEGFとともに産生され,両者のバランスによって網膜・脈絡膜血管の生理的恒常性が維持される.AMDの発症に関与する酸化ストレスは,RPEにおけるVEGF発現に影響を与えず,PEDF発現のみを抑制するため10),両者のバランスの乱れが脈絡膜血管新生の引き金となることが示唆される.一方,RPEの囲い込みによる血管新生抑制の機序としては,RPEによるPEDF分泌11)や,Fasリガンドを介した内皮細胞アポトーシス誘導が考えられている.f.黄斑色素ルテイン/ゼアキサンチンと脈絡膜新生血管ルテイン/ゼアキサンチンはカロテノイドとよばれる色素であり,食事により取り込まれると,黄斑のみに選択的に移行し黄斑の黄色い色素を構成する.ルテイン/ゼアキサンチンは青色光を吸収するフィルター機能のほか,視細胞外節に多く存在して抗酸化物質としてRPEを保護することが示唆されている.筆者らはルテインが,炎症性転写因子nuclearfactor(NF)-kBの活性化抑制を介し,VEGF,白血球走化因子,接着分子といった炎症関連分子の発現を抑制し,実験的脈絡膜新生血管を抑制することを明らかにした(図5)12).抗酸化物質はAMDの発症予防やサプリメントによる介入を考えるうえで重要であり,ルテイン/ゼアキサンチン摂取のAMDの進行に対する影響についての大規模臨床試験(AREDS-2)が米国で進行中である.g.レニン・アンジオテンシン系とAMDAMDの背景因子として高血圧・動脈硬化など生活習慣病の合併が指摘され,わが国における増加傾向は,単に高齢化社会というだけでなく,食生活の欧米化や運動不足など生活習慣からも説明されている.さて,レニン・アンジオテンシン(RA)系は全身の血圧調節システムであるが,生活習慣病による血管症としての臓器障害図5ルテイン投与による実験的脈絡膜新生血管の抑制(文献12より改変)Vehicle110ルテイン(mg/kgBW)CNV体積(×10-13m3)100Vehicle110ルテイン(mg/kgBW)100876543210**p<0.001**p<0.001———————————————————————-Page61202あたらしい眼科Vol.25,No.9,2008(14)的とし,それらの相加的な治療効果により,副作用も最小限にとどめる工夫も必要になるであろう.また脈絡膜血管新生だけでなく,ドルーゼンといった早期の病変に対する介入も必要である.より良い治療を目指して,AMDの分子病態解析のなおいっそうの進歩が期待される.文献1)SparrowJR,FishkinN,ZhouJetal:A2E,abyproductofthevisualcycle.VisionRes43:2983-2990,20032)KleinR,KleinBE,TomanySCetal:Ten-yearincidenceandprogressionofage-relatedmaculopathy:TheBeaverDameyestudy.Ophthalmology109:1767-1779,20023)AndersonDH,MullinsRF,HagemanGSetal:Aroleforlocalinammationintheformationofdrusenintheagingeye.AmJOphthalmol134:411-431,20024)IshidaS,ShinodaK,KawashimaSetal:CoexpressionofVEGFreceptorsVEGF-R2andneuropilin-1inprolifera-tivediabeticretinopathy.InvestOphthalmolVisSci41:1649-1656,20005)TakedaA,HataY,ShioseSetal:Suppressionofexperi-mentalchoroidalneovascularizationutilizingKDRselec-tivereceptortyrosinekinaseinhibitor.GraefesArchClinExpOphthalmol241:765-772,20036)SakuraiE,AnandA,AmbatiBKetal:Macrophagedepletioninhibitsexperimentalchoroidalneovasculariza-tion.InvestOphthalmolVisSci44:3578-3585,20037)SeddonJM,GeorgeS,RosnerBetal:Progressionofage-relatedmaculardegeneration:prospectiveassessmentofC-reactiveprotein,interleukin6,andothercardiovascularbiomarkers.ArchOphthalmol123:774-782,20058)Izumi-NagaiK,NagaiN,OzawaYetal:Interleukin-6receptor-mediatedactivationofsignaltransducerandactivatoroftranscription-3(STAT3)promoteschoroidalneovascularization.AmJPathol170:2149-2158,20079)KleinRJ,ZeissC,ChewEYetal:ComplementfactorHpolymorphisminage-relatedmaculardegeneration.Sci-ence308:385-389,200510)Ohno-MatsuiK,MoritaI,Tombran-TinkJetal:Novelmechanismforage-relatedmaculardegeneration:anequilibriumshiftbetweentheangiogenesisfactorsVEGFandPEDF.JCellPhysiol189:323-333,200111)OgataN,WadaM,OtsujiTetal:Expressionofpigmentepithelium-derivedfactorinnormaladultrateyeandexperimentalchoroidalneovascularization.InvestOphthal-molVisSci43:1168-1175,200212)Izumi-NagaiK,NagaiN,OhgamiKetal:Macularpig-mentluteinisantiinammatoryinpreventingchoroidalneovascularization.ArteriosclerThrombVascBiol27:2555-2562,2007病態システムであると考えられる.AT1-R拮抗薬やACE阻害薬は高血圧・動脈硬化といったAMDの全身的背景をも是正することができるため,炎症病態を支配するRA系関連分子は,AMDの予防医学的な新しい治療標的として期待される.おわりにAMDの中心的病態である脈絡膜血管新生は,臨床応用を視野に入れた研究対象として,その病態を制御する分子が次々に明らかにされた.特にVEGFの関与は重要視され,その阻害薬がわが国でも臨床応用されるに至った.しかしながら,生理的にも重要な役目を果たす分子を単一で強力に阻害すればするほど,長期的な副作用の面で注意が必要となる.上述のように脈絡膜血管新生のプロセスには複数のステップがあるため,将来的には,異なるステップに関与するさまざまな分子を治療標図6循環・組織RA系(a)とAMD患者の脈絡膜新生血管組織におけるAT1Rの発現(b)免疫組織化学染色にて血管内皮細胞にAT1-R発現がみられる(矢印).ba循環RA系(全身性)血圧調節高血圧リモデリング臓器障害組織RA系(臓器局所)AngiotensinogenAngiotensinIAngiotensinIIAngiotensinIAngiotensinIIAngiotensinogenReninACEACEChymaseActivatedprorenin25?m———————————————————————-Page7あたらしい眼科Vol.25,No.9,2008120313)NagaiN,OikeY,Izumi-NagaiKetal:AngiotensinIItype1receptor-mediatedinammationisrequiredforchoroidalneovascularization.ArteriosclerThrombVascBiol26:2252-2259,200614)NagaiN,OikeY,Izumi-NagaiKetal:Suppressionofchoroidalneovascularizationbyinhibitingangiotensin-con-vertingenzyme:minimalroleofbradykinin.InvestOph-thalmolVisSci48:2321-2326,2007(15)お申込方法:おとりつけの,また,その便のない場合は直接社あて注文ください.メディカル葵出版あたらしい眼科Vol.26月刊/毎月30日発行A4変形判総140頁定価/通常号2,415円(本体2,300円+税)(送料140円)増刊号6,300円(本体6,000円+税)(送料204円)年間予約購読料32,382円(増刊1冊含13冊)(本体30,840円+税)(送料弊社負担)最新情報を,整理された総説として提供!眼科手術Vol.22(本体2,400円+税)(送料160円)年間予約購読料10,080円(本体9,600円+税)(4冊)(送料弊社負担)日本眼科手術学会誌特集】毎号特集テーマと編集者を定め,基本的事項と境界領域についての解説記事を掲載.【原著】眼科の未来を切り開く原著論文を医学・薬学・理学・工学など多方面から募って掲載.【連載】セミナー(写真・コンタクトレンズ・眼内レンズ・屈折矯正手術・緑内障・眼感染アレルギーなど)/新しい治療と検査/眼科医のための先端医療他【その他】トピックス・ニュース他毎号の【特集】あらゆる眼科手術のそれぞれの時点における最も新しい考え方を総説の形で読者に伝達.【原著】査読に合格した質の高い原著論文を掲載.【その他】トピックス・ニューインストルメント他社〒1130033東京都文京区本郷2395片岡ビル5F振替00100569315電話(03)38110544://www.medical-aoi.co.jp