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嚢胞性腎疾患における一次繊毛長の調整が嚢胞形成に与える影響について

Research Project

Project/Area Number 18K07077
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 49030:Experimental pathology-related
Research InstitutionFujita Health University

Principal Investigator

熊本 海生航  藤田医科大学, 疾患モデル教育研究サポートセンター, 講師 (10469322)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉村 文  藤田医科大学, 疾患モデル教育研究サポートセンター, 講師 (90466483)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords多発性嚢胞腎 / 実験動物 / 疾患モデル / 腎臓 / 一次繊毛 / 嚢胞性腎疾患 / 嚢胞形成
Outline of Annual Research Achievements

多発性嚢胞腎やネフロン癆といった嚢胞性腎疾患は、尿細管由来の嚢胞形成により腎機能の低下を招き腎不全になる例も多いが根治的治療方法はない。 尿細管由来の嚢胞形成は、一次繊毛長の増大によって促進されることが報告されている。一次繊毛の異常は、嚢胞性の腎疾患に共通して観察されるが、嚢胞形成にどのように寄与しているのかについて詳細は明らかではない。そこで昨年、一次繊毛の形態と長さから導き出した数理モデルから通常長さに比例して大きくなるはずの抗力が、変形した一次繊毛では低下する事を明らかにした。現在、これらの結果を踏まえ、これまでに報告されたメカニカルセンサーの形態について1. 力学的および2. 構造学的な点に着目して比較を行っている。
まず、力学的な変化について、近年、細胞レベルと組織レベルでの一次繊毛の反応がことなることが報告されている。そこで本実験では、より生体に近い組織レベルでの一次繊毛の反応を観察するために過剰に飲水させる実験系を用いて、一次繊毛に圧力を加えた。加える圧力は、数理モデルで導き出された式を元に導き出しWTとPCKで同一程度の効力が得られる程度にしたところ、一次繊毛長の低下と尿細管径の低下が観察された。
つぎに構造学的な変化について WTに比べてPCKの腎臓における一次繊毛は有意に長くねじれや、かぎ状の形態異常が多い。そこで繊毛内部の微小管構造について電子顕微鏡で観察した。その結果、WTにくらべてPCKラット腎臓の一次繊毛では一部のプロトフィラメントの束のみが伸長している可能性が示唆された。そこで、現在ダブレット微小管の構造と安定性に着目して研究を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

特に2020年度に新型コロナによる影響で、業務が多忙で研究に割ける時間が劇減した影響が残っており巻き返せていない。教育も業務も最善を尽くしつつなんとか完全に巻き返したい。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進について、まず【変形した一次繊毛で起こる力学的な変化について】は、数理モデルの基づいた検証実験を行なった結果、一次繊毛長の低下と尿細管径の低下が観察されたので、結果を解析しつつ、論文化を試みる。
つぎに【変形した一次繊毛で起こる構造学的な変化について】は、電子顕微鏡観察の結果から一次繊毛の形態異常の原因として繊毛内部の微小管構造変化が示唆された。そこで、現在ダブレット微小管の構造と安定性に着目して研究を進めている。具体的には、ダブレット微小管を構成するA小管とB小管の内どちらが伸長しているのか明らかにする。つぎに、安定性について影響を及ぼす微小管の修飾状況を調べる。これによって一次繊毛長を調節する機構とシグナル伝達系に迫ることができると考えられる。

Report

(1 results)
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Pittsburgh/School of Medicine(米国)

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  • [Journal Article] High Levels of Dietary Lard or Sucrose May Aggravate Lysosomal Renal Injury in Non-Obese, Streptozotocin-Injected CD-1 Mice Provided Isocaloric Diets2021

    • Author(s)
      YOSHIMURA Aya、YAMAGUCHI Tamio、KUGITA Masanori、KUMAMOTO Kanako、SHIOGAMA Kazuya、OGITSU Naomichi、YONEDA Misao、MIURA Toshihiro、NAGAMURA Yoichi、NAGAO Shizuko
    • Journal Title

      Journal of Nutritional Science and Vitaminology

      Volume: 67 Issue: 4 Pages: 243-248

    • DOI

      10.3177/jnsv.67.243

    • NAID

      130008080674

    • ISSN
      0301-4800, 1881-7742
    • Year and Date
      2021-08-31
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel 3D capsule device to restrict kidney volume expansion on polycystic kidney progression: feasibility study in a rat model2021

    • Author(s)
      Bae Kyongtae T.、Kumamoto Kanako、Yoshimura Aya、Kugita Masanori、Horie Shigeo、Yamaguchi Tamio、Bae Junu T.、Nagao Shizuko
    • Journal Title

      Journal of Nephrology

      Volume: 35 Issue: 3 Pages: 1033-1040

    • DOI

      10.1007/s40620-021-01160-5

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Strategy for generation of replication?competent recombinant rotaviruses expressing multiple foreign genes2021

    • Author(s)
      Hatazawa Riona、Fukuda Saori、Kumamoto Kanako、Matsushita Fumio、Nagao Shizuko、Murata Takayuki、Taniguchi Koki、Matsui Taei、Komoto Satoshi
    • Journal Title

      Journal of General Virology

      Volume: 102 Issue: 4 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1099/jgv.0.001587

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ALTERED REGULATION OF TRYPTOPHAN METABOLISM AND ARYL HYDROCARBON RECEPTOR DISTRIBUTION IN RODENT POLYCYSTIC KIDNEYS2021

    • Author(s)
      Nagao S.、Kumamoto K.、Kugita M.、Yoshimura A.、Murakami R.、Fujigaki H.、Yamamoto Y.、Maeda Y.、Yamaguchi T.、Takahashi K.、Saito K.、Yuzawa Y.
    • Journal Title

      Kidney International Reports(MISC)

      Volume: 6 Issue: 4 Pages: S187-S187

    • DOI

      10.1016/j.ekir.2021.03.454

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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 食塩感受性高血圧の遺伝的背景を持つ新規ARPKDモデル動物に降圧薬が及ぼす効果2021

    • Author(s)
      松山 依里子, 吉村 文, 山田 栞, 熊本 海生航, 杉原 一廣, 長尾 静子
    • Organizer
      日本腎臓学会
    • Related Report
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  • [Presentation] 嚢胞性腎疾患モデルの嚢胞発生初期における一次繊毛の形態異常2021

    • Author(s)
      山田 栞, 熊本 海生航, 松山 依里子, 吉村 文, 杉原 一廣, 長尾 静子
    • Organizer
      日本腎臓学会
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  • [Presentation] ニューロエストロゲンが養育行動に与える影響2021

    • Author(s)
      林 孝典, 本田 伸一郎, 熊本 海生航, 下野 洋平, 原田 信広
    • Organizer
      日本内分泌学会
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  • [Presentation] ラット人工肛門モデルにおける、人工肛門への便注入療法の有用性の検討 第二報2021

    • Author(s)
      宇賀 菜緒子, 村山 未佳, 土屋 智寛, 近藤 靖浩, 直江 篤樹, 渡邉 俊介, 安井 稔博, 鈴木 達也, 常陸 圭介, 土田 邦博, 吉村 文, 熊本 海生航, 長尾 静子
    • Organizer
      日本小児外科学会
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  • [Presentation] Altered cellular signaling pathways identified by proteomics and phosphor-proteomics in a rat model of diabetic kidney disease.2021

    • Author(s)
      Aya Yoshimura, Masanori Kugita, Hisateru Yamaguchi, Kazuki Nakajima, Kanako Kumamoto, Tamio Yamaguchi, Kazuo Takahashi, Yukio Yuzawa, Shizuko Nagao
    • Organizer
      Kidney Week 2021 U.S.A.
    • Related Report
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ALTERED REGULATION OF TRYPTOPHAN METABOLISM AND ARYL HYDROCARBON RECEPTOR DISTRIBUTION IN RODENT POLYCYSTIC KIDNEYS2021

    • Author(s)
      Nagao S.、Kumamoto K.、Kugita M.、Yoshimura A.、Murakami R.、Fujigaki H.、Yamamoto Y.、Maeda Y.、Yamaguchi T.、Takahashi K.、Saito K.、Yuzawa Y.
    • Organizer
      Would congress of nephrology 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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