1．はじめに
脳梗塞に対する閉塞血管の再開通療法は，組織プラ スミノゲン・アクチベーター（tPA）による血栓溶解療 法1），および血管内デバイスを用いる血管内治療2）と も，有効性を示すことに成功した．一方，期待された 神経保護療法は大規模な臨床試験が行われたものの， 有効性を示すことが未だできていない3）．しかし，血 管内治療の成功により，神経保護療法との併用効果を 検討するという新たな時代に入った．2．神経保護薬に関する著者の考え
これまでの神経保護薬の臨床試験の失敗には多くの 原因があるが4），著者はとくに重要なことは，治療薬 が血管閉塞のために梗塞巣に届いていないことではと 考えてきた．このため血流再開のための治療は不可欠 で，これに神経保護薬を併用し，その上乗せ効果を確 認すべきではないかと考えた．まず考えたアイデア が，tPA と血管保護薬との併用であり，脳出血合併症 の抑制と治療可能時間の延長を目指すものである．ま た血管内治療（血栓除去術）との併用では，虚血・再灌 流障害は生じるものの，tPA のもつ神経細胞や血管に 対する毒性を無視できるため，より効果がもたらされ る可能性がある．2 つ目のアイデアは，血管保護作用 だけではなく，神経細胞保護作用や抗炎症作用を併せ もつ薬剤，「脳保護薬」を見出し併用するというもので ある．血管内皮増殖因子（vascular endothelial growth factor: VEGF）を標的とした血管保護療法，および成長 因子プログラニュリン（progranulin: PGRN）による脳保 護療法を提示したい．3．VEGF を標的とした血管保護療法
著者は血管リモデリング，すなわち脳虚血後の血管 の構造変化が，脳出血合併症に関与するという仮説をtPA
療法後の脳出血防止を目指した
トランスレーショナルリサーチ
下畑 享良
要 旨 我々は，tPA 療法後の脳出血合併症を防止する治療の開発を目指している．この新規治療の開発は，予後の 改善と，tPA 療法の治療可能時間域の延長をもたらす可能性がある．この目的のため，まず血管リモデリング に関与する血管内皮増殖因子（vascular endothelial growth factor: VEGF）を標的とした血管保護療法を検討し， ラット脳塞栓モデルにて，VEGF 抑制薬が脳出血合併症を防止することを明らかにした．これに引き続いて， 日米の知的財産権の取得，米国における創薬ベンチャーの設立，ヒト試料を用いた臨床研究を行った．現在， 製薬企業との共同研究を模索している．さらに我々は，血管保護作用に加え，神経細胞保護作用，抗炎症作用 を併せもつ脳保護薬候補として，成長因子プログラニュリンが有望であることを見出し，臨床応用を目指して いる． 本稿では，tPA 療法と血管保護薬，脳保護薬の併用療法の実現を目指したトランスレーショナルリサー チを紹介したい． （脳循環代謝 30：11∼15，2018） キーワード : 脳梗塞，組織プラスミノゲン・アクチベーター，血管保護，血管内皮増殖因子，プログラニュリン 岐阜大学大学院医学系研究科神経内科・老年学分野 〒 501-1194 岐阜県岐阜市柳戸 1-1 TEL: 058-230-6254 FAX: 058-230-6252 E-mail: [email protected] doi: 10.16977/cbfm.30.1_11立てた．脳梗塞後の修復期には，血管リモデリングを 誘導する因子（血管リモデリング因子）が作用し，発芽 や血管新生といった血管の構造変化を起こすため，血 管に不安定な状況が生じるが，これらの変化が超急性 期のうちから始まり，脳出血や脳浮腫につながる可能 性を考えた． まずラット塞栓性中大脳動脈閉塞モデルを用いて， VEGFの脳虚血前後の変化について検討した5）．この 結果，ペナンブラにおける VEGF シグナルカスケード の活性化が，脳虚血後 24 時間から確認され，血管リ モデリングに伴う血管の不安定化が生じている可能性 が示唆された．このため抗 VEGF 中和抗体，および VEGF受容体阻害剤による治療を行ったところ，脳出 血を軽減し，予後も改善した．以上より，血管リモデ リング因子を標的とした治療介入は有効であると考え られた（Fig. 1）．ただし VEGF 抑制薬は修復期の血管 新生にも関わるため，VEGF の抑制は急性期までに留 める必要がある（Fig. 2）．近年，血管リモデリング因 子は，tPA 療法後の脳出血合併症防止の治療標的分子 として重視されるに至った6）． 本研究は臨床応用を目標として，日米の知的財産権 の取得，米国における創薬ベンチャーの設立を行っ た．これらの過程において重要と考えたことについて は，総説にまとめたので参照していただきたい4）．さ らにヒト試料を用いた研究にて，VEGF が治療標的分 子として有望であることを証明することを目指した． この証明は，動物モデルにおける治療標的分子に対す る治療薬が，ヒトの臨床試験ではほとんど失敗に終 わった事実に基づいて，現在では重要なステップであ ると考えられている．米国クリーブランドクリニック との共同研究を行った．発症 8 時間以内の脳梗塞患者 に対し機械的血栓除去術を行い，除去血栓の VEGF 濃 度を測定し，閉塞血管局所における VEGF 濃度の上昇 の有無と，その影響因子を確認した．この結果， VEGF濃度は閉塞血管において上昇し，かつ脳梗塞の 重症度，血中 tPA 濃度，および点状出血の増加率と正 の相関をすることを示した．この結果をもとに，ベン チャーキャピタル等から投資を募り，日本における臨 床試験の実現，製薬企業との連携を目指している． Fig. 1．血管内皮増殖因子（VEGF）抑制による血管保護療法
VEGF: vascular endothelial growth factor, MMP9: matrix metalloprotease 9
抗
VEGF中和抗体
VEGF受容体阻害剤
MMP-9 活性化
血液脳関門破綻
脳出血合併症
VEGFシグナル
MMP9
BBB 破綻
（出血）
BBB 破綻
（出血）
超急性期～急性期
VEGF抑制
血管新生
神経細胞保護
亜急性期～修復期
VEGFの2面性
Fig. 2．脳梗塞における血管内皮増殖因子（VEGF）の 2 面性VEGF: vascular endothelial growth factor, MMP9: matrix metalloprotease 9, BBB: blood brain barrier
4．PGRN を用いた脳保護療法
VEGF を標的とする血管保護療法において脳出血合 併症は防止できても，神経細胞等には効果がないた め，脳梗塞体積の縮小作用は認められない．このため 我々は，血管保護作用だけではなく，神経細胞保護作 用や虚血後の炎症も抑制する多面的な治療法，いわゆ る「脳保護療薬」の発見に取り組み，治療標的分子とし て成長因子 PGRN を見出した（Fig. 3）7）．PGRN 遺伝子 変異を有する前頭側頭葉変性症では，神経細胞の細胞 質に，筋萎縮性側索硬化症などの病態に関与する核蛋 白 TDP-43 を構成成分とする封入体を認めることか ら8），PGRN は TDP-43 とともに複数の神経変性疾患の 病態に関与するものと考えられている．我々は脳虚血 後に TDP-43 が限定分解され，神経細胞核から細胞質 に異常局在することを見出したが9），TDP-43 の切断酵 素である caspase-3 の活性化を PGRN が抑制すること も報告されていることから10），PGRN が TDP-43 の維 持を介して神経細胞死を抑制する可能性を考えた． ラット一過性局所脳虚血モデルを用いた検討で，ま ず PGRN の脳虚血後の著明な発現増加を確認し，虚血 中心においてミクログリア，ペナンブラでは神経細胞 がその産生を担っていることを見出した11）．PGRN ノックアウトマウスと，前述のラット tPA 投与脳塞栓 モデルを用いた検証を行ったところ，PGRN の欠乏は 脳梗塞の増悪，逆に PGRN 投与は脳保護的に作用し た．PGRN の効果の機序は多面的であり，TDP-43 の 維持を介する神経細胞保護作用に加え，VEGF 抑制を 介する血管保護作用，インターロイキン 10 の維持を 介する抗炎症作用を認めた11）．またヒト試料を用いた 検討として，脳梗塞患者 216 名と対照 100 名に対する 前方視的研究が中国において行われた．発症 24 時間 後の血清 PGRN は脳梗塞で上昇し，重症例，死亡例で より顕著に上昇していた12）． 本研究は国内および海外出願後，国内製薬企業によ るオープンイノベーションによる支援を受けて検討を 進めた．オープンイノベーションとは，莫大な開発費 と時間と労力のために，新薬が開発されにくくなって いる製薬業界において近年行われている試みで，アカ デミアを始めとする社外に創薬シーズや技術を求め， リスクを低減しながら効率的に創薬を行う取り組みで ある．現在，共同研究の結果をもとに，さらに創薬 シーズの改良を進めている．5．おわりに
tPA 療法と血管保護薬・脳保護薬の併用療法は，動 物モデルではすでに成功していることを紹介した．こ れからのアカデミア発の創薬研究は，基礎研究で見出 した創薬シーズをいかに育て，臨床試験につなげるか を念頭に置きながら進める必要がある． 謝辞：高橋哲哉先生，金澤雅人先生，川村邦雄先 生，石川正典先生，鳥谷部真史先生，畠山公大先生， 西澤正豊先生（新潟大学脳研究所神経内科脳循環代謝 チーム），辰巳政弘教授（独立行政法人工業所有権情 報・研修館），宮田敦久教授（新潟大学知的財産創成セ ンター），S. Clymer 氏，L. Kauvar 氏（ShimoJani LLC）に 深謝する．本稿に記載した研究は，米国ベンチャー ShimoJani
LLCおよび第一三共株式会社によるオープンイノベー
ション TaNeDS により支援を受けて行った．
文 献
1） National Institute of Neurological Disorders and Stroke rt-PA Stroke Study Group: Tissue plasminogen activator for acute ischemic stroke. N Engl J Med 333: 1581–1587, 1995
2） Berkhemer OA, Fransen PS, Beumer D, van den Berg LA, Lingsma HF, Yoo AJ, Schonewille WJ, Vos JA, Nederkoorn PJ, Wermer MJ, van Walderveen MA, Staals J, Hofmeijer J, van Oostayen JA, Lycklama à Nijeholt GJ, Boiten J, Brouwer PA, Emmer BJ, de Bruijn SF, van Dijk LC, Kap-pelle LJ, Lo RH, van Dijk EJ, de Vries J, de Kort PL, van Rooij WJ, van den Berg JS, van Hasselt BA, Aerden LA, Dallinga RJ, Visser MC, Bot JC, Vroomen PC, Eshghi O, Schreuder TH, Heijboer RJ, Keizer K, Tielbeek AV, den
Fig. 3．理想的な脳保護薬 文献 7 より引用
血管
神経細胞
脳保護
ミクログリア
脳出血・脳浮腫 の防止 神経細胞保護 炎症の防止Hertog HM, Gerrits DG, van den Berg-Vos RM, Karas GB, Steyerberg EW, Flach HZ, Marquering HA, Sprengers ME, Jenniskens SF, Beenen LF, van den Berg R, Koud-staal PJ, van Zwam WH, Roos YB, van der Lugt A, van Oostenbrugge RJ, Majoie CB, Dippel DW; MR CLEAN Investigators: A randomized trial of intraarterial treatment for acute ischemic stroke. N Engl J Med 372: 11–20, 2015 3） Shuaib A, Lees KR, Lyden P, Grotta J, Davalos A, Davis
SM, Diener HC, Ashwood T, Wasiewski WW, Emeribe U; SAINT II trial investigators: NXY-059 for the treatment of acute ischemic stroke. N Engl J Med 357: 562–571, 2007 4） 下畑享良，金澤雅人，川村邦雄，高橋哲哉，西澤正
豊：tPA 療法後の脳出血防止を目指したトランス レーショナルリサーチ．脳循環代謝 26: 93–97, 2015 5） Kanazawa M, Igarashi H, Kawamura K, Takahashi T,
Kakita A, Takahashi H, Nakada T, Nishizawa M, Shimo-hata T: Inhibition of VEGF signaling pathway attenuates hemorrhage after tPA treatment. J Cereb Blood Flow Metab 31: 1461–1474, 2011
6） Jickling GC, Liu D, Stamova B, Ander BP, Zhan X, Lu A, Sharp FR: Hemorrhagic transformation after ischemic stroke in animals and humans. J Cereb Blood Flow Metab 34: 185–199, 2014
7） Kanazawa M, Kawamura K, Takahashi T, Miura M, Tanaka Y, Koyama M, Toriyabe M, Igarashi H, Nakada T, Nishihara M, Nishizawa M, Shimohata T: Multiple
thera-peutic effects of progranulin on experimental acute isch-aemic stroke. Brain 138: 1932–1948, 2015
8） Baker M, Mackenzie IR, Pickering-Brown SM, Gass J, Rademakers R, Lindholm C, Snowden J, Adamson J, Sadovnick AD, Rollinson S, Cannon A, Dwosh E, Neary D, Melquist S, Richardson A, Dickson D, Berger Z, Erik-sen J, Robinson T, Zehr C, Dickey CA, Crook R, McGowan E, Mann D, Boeve B, Feldman H, Hutton M: Mutations in progranulin cause tau-negative frontotempo-ral dementia linked to chromosome 17. Nature 442: 916– 919, 2006
9） Kanazawa M, Kakita A, Igarashi H, Takahashi T, Kawamura K, Takahashi H, Nakada T, Nishizawa M, Shi-mohata T: Biochemical and histopathological alterations in TAR DNA-binding protein-43 after acute ischemic stroke in rats. J Neurochem 116: 957–965, 2011
10） Zhang YJ, Xu YF, Dickey CA, Buratti E, Baralle F, Bailey R, Pickering-Brown S, Dickson D, Petrucelli L: Progranu-lin mediates caspase-dependent cleavage of TAR DNA binding protein-43. J Neurosci 27: 10530–10534, 2007 11） 下畑享良，金澤雅人，鳥谷部真史，小山美咲，高橋
哲哉，西澤正豊：成長因子プログラニュリンによる 脳保護療法．脳循環代謝 27: 265–269, 2016
12） Xie S, Lu L, Liu L, Bi G, Zheng L: Progranulin and short-term outcome in patients with acute ischaemic stroke. Eur J Neurol 23: 648–655, 2016
