ATN-161によるインテグラインα5β1阻害は、虚血性脳卒中において神経炎症を抑制し、神経保護作用を示す

Integrin α5β1 inhibition by ATN-161 reduces neuroinflammation and is neuroprotective in ischemic stroke.

• Danielle N Edwards
• Kathleen Salmeron
• Douglas E Lukins
• Amanda L Trout
• Justin F Fraser
• Gregory J Bix

抄録

脳卒中は、治療法の選択肢が限られている中で、依然として死亡および障害の主要な原因となっている。内皮細胞のβインテグリン受容体は、β1インテグリンが潜在的に媒介するタイトジャンクションタンパク質および白血球の浸潤を調節することにより、血液脳関門（BBB）機能不全において直接的な役割を果たしている。野生型マウスを用いたタンデム一過性総頸動脈/中大脳動脈閉塞後，再灌流後，脳卒中後1日目（PSD）と2日目（PSD2）にインテグリンa5b1阻害剤ATN-161を1mg/kgで腹腔内（IP）注射した。全身の変化（心拍数，脈圧，体温）を測定した。また，2,3-トリフェニルテトラゾリウムクロリドと磁気共鳴イメージングにより梗塞容積と浮腫を測定し，神経学的変化を11項目のNeuroscoreで評価した。脳の免疫組織化学はクラウディン-5、α5β1、IgG、CD45+細胞について、定量的ポリメラーゼ連鎖反応（qPCR）はマトリックスメタロプロテアーゼ-9（MMP-9）、インターロイキン（IL）-1β、コラーゲンIV、CXCL12について行った。ATN-161はインテグリンα5β1の発現を有意に減少させたが，全身的な変化は認められなかった。ATN-161投与マウスでは、梗塞容積、浮腫、機能障害が有意に減少した。さらに，ATN-161投与により，保存されているクラウディン-5，コラーゲンIV，CXCL12を介したIgGの血管外への移行が抑制され，MMP-9の転写が抑制された．さらに、ATN-161投与後、同側皮質ではIL-1βとCD45+細胞が減少した。以上のことから，ATN-161は脳卒中後の炎症やBBB透過性を低下させることで，新たな脳卒中治療薬として期待されています。

Stroke remains a leading cause of death and disability with limited therapeutic options. Endothelial cell β integrin receptors play a direct role in blood-brain barrier (BBB) dysfunction through regulation of tight junction proteins and infiltrating leukocytes, potentially mediated by β1 integrins. Following tandem transient common carotid artery/middle cerebral artery occlusion on wild-type mice, we administered the integrin a5b1 inhibitor, ATN-161, intraperitoneal (IP) injection at 1 mg/kg acutely after reperfusion, on post-stroke day (PSD)1 and PSD2. Systemic changes (heart rate, pulse distension, and body temperature) were determined. Additionally, infarct volume and edema were determined by 2,3-triphenyltetrazolium chloride and magnetic resonance imaging, while neurological changes were evaluated using an 11-point Neuroscore. Brain immunohistochemistry was performed for claudin-5, α5β1, IgG, and CD45 + cells, and quantitative polymerase chain reaction (qPCR) was performed for matrix metalloproteinase-9 (MMP-9), interleukin (IL)-1β, collagen IV, and CXCL12. ATN-161 significantly reduced integrin α5β1 expression in the surrounding peri-infarct region with no systemic changes. Infarct volume, edema, and functional deficit were significantly reduced in ATN-161-treated mice. Furthermore, ATN-161 treatment reduced IgG extravasation into the parenchyma through conserved claudin-5, collagen IV, CXCL12 while reducing MMP-9 transcription. Additionally, IL-1β and CD45 + cells were reduced in the ipsilateral cortex following ATN-161 administration. Collectively, ATN-161 may be a promising novel stroke therapy by reducing post-stroke inflammation and BBB permeability.