2021年6月9日水曜日

先天性横隔膜ヘルニアの肺成長因子

胎児から生じる先天性横隔膜ヘルニアによって
肺の成長が阻害され、組織的に異常が生じるとされています。
肺や気道などに障害が出るため
呼吸器系の機能が低下するため酸素補充や
ECMOが必要になるケースも多いとされています(2,3)。
身体の組織のバランスが崩れているため
それを医療的介入によって補助する必要があります。
肺の成長を促す必要があります。
動物、人の先天性横隔膜ヘルニアのケースでは
Vascular endothelial growth factor(VEGF)
と呼ばれる血管内皮の成長因子が不足していることが知られています(4,5)。
このVEGFによる肺胞の成長は生後に生じるとされているため
生後速やかにVEGFを標的とした治療に注目が集まっています(6-8)。

このVEGFは血液の凝固を防ぐヘパリンと相互作用する事が知られています。
しかし、ECMOなどによってヘパリンを投与されると
負の相互作用が起きて肺の成長が阻害されることが知られています(9)。
そこで、Lumeng J. Yu(敬称略)ら
アメリカ合衆国の医療研究グループは
ヘパリンと相互作用が小さい成長因子の中で
マウスにおいてVEGF164が肺形成を促進する事を確認しました(1)。
さらに人の細胞のケースでは
VEGF165が肺の血管内皮成長因子2を活性化させる事を確認しています(1)。
VEGFには様々なアイソフォームがあり、
それぞれにおいて肺成長に対する効果が異なることが示されています(1)。

肺の成長を外因的に促す際においては
組織の完全性(血管、上皮、間質のバランス、大きさ、位置)を確保するためには
いくつかの生理が関係している可能性はあると思います。
例えば、マクロファージなど免疫機能も関わっている可能性もあります。
人と動物では成長のスピードも異なるため、
動物の結果と人のそれをどのようにつなげるか
という点においても課題はあると思います。
そうしたことを考慮に入れると、
可能な限りリスクを減らし、
リスクとベネフィットの天秤にかけた上で
段階的な臨床試験が構築されていくものであると考えられます。

(Reference)
(1)
Lumeng J. Yu, Victoria H. Ko, Duy T. Dao, Jordan D. Secor, Amy Pan, Bennet S. Cho, Paul D. Mitchell, Hiroko Kishikawa, Diane R. Bielenberg & Mark Puder 
Investigation of the mechanisms of VEGF-mediated compensatory lung growth: the role of the VEGF heparin-binding domain
Scientific Reports volume 11, Article number: 11827 (2021) 

Author information
Affiliations
Vascular Biology Program, Boston Children’s Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, 02115, USA
Lumeng J. Yu, Victoria H. Ko, Duy T. Dao, Jordan D. Secor, Amy Pan, Bennet S. Cho, Hiroko Kishikawa, Diane R. Bielenberg & Mark Puder
Department of Surgery, Boston Children’s Hospital, Harvard Medical School, 300 Longwood Ave, Fegan 3, Boston, MA, 02115, USA
Lumeng J. Yu, Victoria H. Ko, Duy T. Dao, Jordan D. Secor, Amy Pan, Bennet S. Cho, Hiroko Kishikawa & Mark Puder
Institutional Centers for Clinical and Translational Research, Boston Children’s Hospital, Boston, MA, 02115, USA
Paul D. Mitchell

(2)
Tsao, K., Allison, N. D., Harting, M. T., Lally, P. A. & Lally, K. P. 
Congenital diaphragmatic hernia in the preterm infant. 
Surgery. 148(2), 404–410 (2010).
(3)
Seetharamaiah, R., Younger, J. G., Bartlett, R. H. & Hirschl, R. B.
Factors associated with survival in infants with congenital dia-phragmatic hernia requiring extracorporeal membrane oxygenation: A report from the Congenital Diaphragmatic Hernia Study 
Group. J. Pediatr. Surg. 44(7), 1315–1321 (2009).
(4)
Chang, R. et al. 
VEGF expression is downregulated in nitrofen-induced congenital diaphragmatic hernia. 
J. Pediatr. Surg. 39(6), 825–828 (2004) (Discussion 8).
(5)
van der Horst, I. W. et al. 
Expression of hypoxia-inducible factors, regulators, and target genes in congenital diaphragmatic hernia patients. 
Pediatr. Dev. Pathol. 14(5), 384–390 (2011).
(6)
Lassus, P., Ristimaki, A., Ylikorkala, O., Viinikka, L. & Andersson, S. 
Vascular endothelial growth factor in human preterm lung. 
Am. J. Respir. Crit. Care Med. 159(5 Pt 1), 1429–1433 (1999).
(7)
Thebaud, B. et al. 
Vascular endothelial growth factor gene therapy increases survival, promotes lung angiogenesis, and prevents alveolar damage in hyperoxia-induced lung injury: evidence that angiogenesis participates in alveolarization. 
Circulation 112(16), 2477–2486 (2005).
(8)
Compernolle, V. et al. 
Loss of HIF-2alpha and inhibition of VEGF impair fetal lung maturation, whereas treatment with VEGF prevents fatal respiratory distress in premature mice. 
Nat. Med. 8(7), 702–710 (2002).
(9)
Dao, D. T. et al. 
Heparin impairs angiogenic signaling and compensatory lung growth after left pneumonectomy. 
Angiogenesis 21(4), 837–848 (2018).

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