過形成副甲状腺に対する遺伝子導入とアポトーシス誘導に関する分子生物学的研究

• Project/Area Number: 18689020
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Kidney internal medicine
• Research Institution: Jichi Medical University (2007); Wakayama Medical University (2006)
• Principal Investigator: 椎崎 和弘 Jichi Medical University, 医学部, 助教 (10423930)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥15,990,000 (Direct Cost: ¥12,300,000、Indirect Cost: ¥3,690,000); Fiscal Year 2007: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2006: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
• Keywords: 慢性腎不全 / 二次性副甲状腺機能亢進症 / 遺伝子導入 / ビタミンD受容体 / Ca感知受容体 / アポトーシス / Ca感受受容体

Research Abstract

基礎的研究に有用な副甲状腺細胞のcell lineなどがないため、遺伝子導入を用いて標的遺伝子または遺伝子産物の過剰発現や発現の抑制による副甲状腺細胞の変化を検討する研究方法を確立するため、アデノウイルスをベクターとした遺伝子導入システムを開発した。
さまざまな濃度のアデノウイルスを副甲状腺内に直接注入し、経時的に副甲状腺を摘出し、副甲状腺細胞におけるアデノウイルスの感染状況を検討することで、至適ウイルス濃度と効果を検討するための至適なタイミングを明らかにした。これらの結果をもとに、vitamin D receptor(VDR)およびCa-sensing receptor (CaSR)のcDNAを導入したアデノウイルスを副甲状腺細胞に感染させ、これらの遺伝子産物の副甲状腺細胞における発現量と機能の変化を検討した。なお、コントロールとしてLacZを導入したアデノウイルスを用いた。免疫組織化学的手法により、これらのウイルスが感染した副甲状腺では、これらの発現も著明に増加していることが確認された。また、前者ではビタミンDに、後者ではCaに対する副甲状腺の感受性の改善もみられ、導入した標的遺伝子または遺伝子産物の機能も確認された。さらに、これらの遺伝子を導入後、それぞれビタミンDまたはCaの投与後に副甲状腺細胞のアポトーシス誘導の変化について、TUNEL染色、DNA電気泳動、電子顕微鏡による形態学的評価により検討した。これらの治療を受けた副甲状腺では、TUNEL陽性副甲状腺細胞数が有意に高値であり、DNA電気泳動および電子顕微鏡的に副甲状腺細胞のapoptosis誘導が確認された。こうした変化はビタミンDやCaの投与量に依存して増加していた。
本研究により、遺伝子導入を用いて標的遺伝子または遺伝子産物の過剰発現や発現の抑制による副甲状腺細胞の変化を検討する研究方法を確立することができた。さらに副甲状腺細胞の機能の調節に重要な役割を持つビタミンDやCaとアポトーシスの関係も明らかにすることができた。

Research Products

• [Journal Article] Direct injection of calcitriol or its analog abnormal gene expression in the byperplastic parathyroid gland in uremia. (2008)
  • Author(s): Shiizaki K, Fukagawa M, Yuan Q, Hatamura I, Nii-Kono T, Saji F, Shigematsu T, Akizawa T
  • Journal Title: Am J Nephro1 28 Pages: 59-66
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Binding of highly concentrated maxacalcitol to the nuclear vitamin D receptors of parathyroid cells. (2007)
  • Author(s): Shiizaki K, Hayakawa N, Imazeki I, Hatamura I, Okada T, Negi S, Sakaguchi T, Shigematsu T. Akizawa T
  • Journal Title: Nephrol Dial Transplant 22 Pages: 1078-1086
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct maxacalcitol injection into hyperplastic parathyroids improves skeletal changes in secondary hyperparathyroidism. (2006)
  • Author(s): Shiizaki K, Hatamura I, Negi S, Sakaguchi T, Saji F, Kunimoto K, Okamoto M et al.
  • Journal Title: Kidney International 70 Pages: 486-495
• [Journal Article] Direct injection of calcitriol or its analog into hyperplastic parathyroid glands induces apoptosis of parathyroid cell. (2006)
  • Author(s): Shiizaki K, Negi S, Hatamura I, Tatsuta K, Shibata M, Shimada S, Sakaguchi T et al.
  • Journal Title: Kidney International 70 Supple,102
• [Journal Article] Up-regulation of Cbfa1 and Pit-1 in calcified artery of uraemic rats with severe hyperphosphataemia and secondary hyperparathyroidism. (2006)
  • Author(s): Mizobuchi M, Ogata H, Hatamura I, Koiwa F, Saji F, Shiizaki K, Negi S et al.
  • Journal Title: Nephrology Dialysis Transplantation 21 Pages: 911-916
• [Presentation] Possibility of vitamin D receptor independent Ca regulation of maxacalcitol. (2007)
  • Author(s): Shiizaki K, Imazeki I, Hayakawa N, Hatamura I, Sakaguchi T, Negi S, Shigematsu T, Kato S, Akizawa T
  • Organizer: 44th Congress of the European Renal Association European Dialysis and Transplant Association.
  • Place of Presentation: Barcelona
• [Presentation] Calcitriol and its analog successfully elongate survival period and improve the skeletal growth via independent pathway of vitamin D receptor. (2007)
  • Author(s): Shiizaki K, Hatamura I, Sakaguchi T, Imazeki I, Kato S, Akizawa T, Kusano E
  • Organizer: 27th Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research.
  • Place of Presentation: Honolulu
• [Presentation] Maxacalcitol improve the skeletal abnormalities due to vitamin D deficiency via independent pathway of vitamin D receptor. (2007)
  • Author(s): Shiizaki K, Hatamura I, Sakaguchi T, Imazeki I, Akizawa T, Shigematsu T, Kusano E
  • Organizer: 40th Annual Meeting of American Society of Nephrology.
  • Place of Presentation: San Francisco