網膜静脈閉塞症モデルマウスにおいて、カスパーゼ-9阻害はVEGF中和と比較して神経細胞および血管をより強力に保護する

Caspase-9 inhibition confers stronger neuronal and vascular protection compared to VEGF neutralization in a mouse model of retinal vein occlusion.

抄録

目的:

網膜静脈閉塞症（RVO）は視力を脅かす病態であり、一般に血管内皮増殖因子（VEGF）拮抗薬の硝子体内注射で治療される。抗VEGF療法に対する治療効果は非常にばらつきがあり、RVO後の網膜非灌流が著しい患者の視力転帰や治療効果は不良である。最近、カスパーゼ-9が急性網膜低酸素症時の浮腫、グリオーシス、神経細胞機能障害の強力な制御因子であることが同定された。本研究の目的は、確立されたRVOモデルマウスにおいて、VEGF中和に対するカスパーゼ-9阻害の治療効果を比較することである。

PURPOSE: Retinal vein occlusion (RVO) is a sight-threatening condition typically treated with intravitreal injection of vascular endothelial growth factor (VEGF) antagonists. Treatment response to anti-VEGF therapies is highly variable, with poor visual outcomes and treatment response in patients with significant retinal nonperfusion following RVO. Recently, caspase-9 has been identified as a potent regulator of edema, gliosis, and neuronal dysfunction during acute retinal hypoxia. The purpose of this study was to compare the therapeutic effect of caspase-9 inhibition against VEGF-neutralization in an established mouse model of RVO.

方法:

成熟雄性C57Bl/6JマウスをRVOの誘発、ビヒクル、抗VEGF抗体の硝子体内注射、選択的カスパーゼ-9阻害剤（Pen1-XBir3）の局所投与、または併用療法のいずれかに無作為に割り付けた。RVO後1日目、2日目、8日目に、眼底網膜画像、光干渉断層計（OCT）を用いて、網膜腫脹、毛細血管非灌流（網膜内層の乱れ（DRIL）で測定）、高反射巣（HRF）、網膜萎縮を観察した。局所網膜電図（ERG）測定は7日目に行った。組織検査は8日目に網膜切片を用いて行った。

METHODS: Adult male C57Bl/6 J mice were randomized to induction of RVO and treatment with either vehicle, intravitreal injection of anti-VEGF antibody, topical administration of a selective caspase-9 inhibitor (Pen1-XBir3), or a combination therapy. Animals were followed on days 1, 2, and 8 after RVO with fundus retinal imaging, and with optical coherence tomography (OCT) to capture retinal swelling, capillary nonperfusion (measured by disorganization of retinal inner layers, DRIL), hyperreflective foci (HRF), and retinal atrophy. Focal electroretinography (ERG) measurements were performed on day 7. Histology was performed on retinal sections from day 8.

結果:

VEGF中和とカスパーゼ-9阻害は、RVOから網膜を有意に保護した。カスパーゼ-9阻害薬投与群では閉塞静脈の網膜再灌流が促進されたが、抗VEGF薬投与群ではビヒクルとの有意差は認められなかった。網膜浮腫はすべての治療群で抑制され、カスパーゼ-9阻害による浮腫軽減はVEGF中和に比べて約2倍大きかった。HRFはビヒクルと比較してすべての治療群で同様に減少した。網膜剥離はカスパーゼ-9阻害薬単剤で治療した眼でのみ減少した。カスパーゼ-9阻害は網膜萎縮を抑制し、ERG反応を維持した。VEGF中和はRVO後の神経変性を予防しなかった。

RESULTS: Both VEGF neutralization and caspase-9 inhibition showed significant retinal protection from RVO compared to vehicle treatment arm. Retinal reperfusion of occluded veins was accelerated in eyes receiving caspase-9 inhibitor, but not significantly different from vehicle in the anti-VEGF group. Retinal edema was suppressed in all treatment groups, with approximately 2-fold greater edema reduction with caspase-9 inhibition compared to VEGF neutralization. HRF were reduced similarly across all treatment groups compared to vehicle. Retinal detachment was reduced only in eyes treated with caspase-9 inhibitor monotherapy. Caspase-9 inhibition reduced retinal atrophy and preserved ERG response; VEGF neutralization did not prevent neurodegeneration following RVO.

結論:

RVOのマウスレーザー誘発モデルにおいて、カスパーゼ-9阻害はVEGF中和と比較してより強力な神経細胞および血管の保護をもたらす。

CONCLUSION: Caspase-9 inhibition confers stronger neuronal and vascular protection compared to VEGF neutralization in the mouse laser-induced model of RVO.