Elucidation of the molecular pathogenesis of hereditary nephritis using single cell analysis and its therapeutic applications
| Project/Area Number |
19J23608
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 47040:Pharmacology-related
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
加世田 将大 熊本大学, 生命科学研究部, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | シングルセル解析 / 糸球体 / アルポート症候群 / 糸球体硬化 / Alport症候群 / 糸球体シングルセル解析 / 糸球体シングルヌクレウス解析 |
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| Outline of Research at the Start |
Alport症候群(AS)モデルマウスより，病態発症部位である腎糸球体を単離し，Single cell RNA-seq解析を行うことで，AS病態形成機構に真に重要な細胞集団とその異常を単一細胞レベルで明らかにする．その後，細胞種ごとの発現変動分子を対象とした解析により得られた表現型を標的とした薬効評価を行い，AS腎病態への改善効果を評価する．また，これら一連の計画において現行のRAS阻害薬投与群でも同様に検討を行うことで，RAS阻害薬により制御不可能なAS病態増悪因子を明らかにし，同時に併用での治療法の確立を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
極初期の病理所見が出現する週齢の同定を目的に電子顕微鏡解析を実施した結果，タンパク尿発症前の5週齢期のAlportマウスではほとんど異常が認められなかったのに対し，タンパク尿発症後の8週齢期のAlportマウスにおいては部分的な糸球体基底膜の肥厚化とそれに伴うポドサイトの足突起の形態異常を認めた．そこで，8週齢期のWT，Alportマウスの糸球体を用いたscRNA-seq解析を実施した結果，糸球体基底膜の両端に位置するポドサイトと血管内皮細胞における異常を同定した．ポドサイト集団を用いた解析の結果，極初期の異常を示す集団から発現変動を示す遺伝子を30種，血管内皮細胞集団を用いた解析の結果，細胞集団内において部分的・全体的に発現変動を示す遺伝子を45種同定した．加えて，糸球体基底膜の肥厚化所見と相関して，ポドサイト，血管内皮細胞において糸球体基底膜を構成する複数の遺伝子の発現増加を捉えた．今後，同定した遺伝子を標的とした解析を進めていく予定である．
加えて、昨年度までに腎保護効果を有する事を明らかにした新規Keap1阻害薬UBE-1099に関して、腎病態改善機序を明らかにすることを目的に，UBE-1099投与後のAlportマウスから糸球体を単離し，RNA-seq解析を実施した．その結果，UBE-1099投与群ではNrf2関連経路に加えて，細胞骨格や細胞周期に関連する遺伝子の発現増加が認められた．Bardoxolone methylによるGFR増加効果には糸球体の構造変化の関与が示唆されていることを踏まえると，UBE-1099による腎病態改善機序の一端にも同様の機序の関与が考えられる．今後，本試験で確立させた糸球体シングルセル解析技術を用いて，より詳細な解析を行っていく予定である．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
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[Journal Article] Metformin ameliorates the severity of experimental Alport syndrome2021
Author(s)
Omachi Kohei、Kaseda Shota、Yokota Tsubasa、Kamura Misato、Teramoto Keisuke、Kuwazuru Jun、Kojima Haruka、Nohara Hirofumi、Koyama Kosuke、Ohtsuki Sumio、Misumi Shogo、Takeo Toru、Nakagata Naomi、Li Jian-Dong、Shuto Tsuyoshi、Suico Mary Ann、Miner Jeffrey H.、Kai Hirofumi
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 11
Issue: 1
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Efficacy of Keap1-Nrf2 protein-protein interaction inhibitor for glomerulosclerosis in mouse model of chronic kidney disease2022
Author(s)
6.Shota Kaseda, Yuya Sannomiya, Jun Horizono, Jun Kuwazuru, Mary Ann Suico, Sayaka Ogi, Ryoko Sasaki, Hidetoshi Sunamoto, Hirohiko Fukiya, Hayato Nishiyama, Misato Kamura，Saki Niinou, Yuimi Koyama, Futoshi Nara, Tsuyoshi Shuto, Kazuhiro Onuma, Hirofumi Kai
Organizer
第95回薬理学会年会
Related Report
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[Presentation] Novel Keap-Nrf2 protein-protein interaction inhibitor UBE-1099 ameliorates glomerulosclerosis in Alport syndrome mouse model.2021
Author(s)
1.Shota Kaseda, Yuya Sannomiya, Jun Horizono, Jun Kuwazuru, Mary Ann Suico, Sayaka Ogi, Ryoko Sasaki, Hidetoshi Sunamoto, Hirohiko Fukiya, Hayato Nishiyama, Misato Kamura，Saki Niinou, Yuimi Koyama, Futoshi Nara, Tsuyoshi Shuto, Kazuhiro Onuma, Hirofumi Kai
Organizer
13th International Podocyte Conference
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] Keap1-Nrf2 protein-protein interaction inhibitor UBE-1099 ameliorates the progressive phenotype in Alport syndrome mouse model2021
Author(s)
5.Shota Kaseda, Yuya Sannomiya, Jun Horizono, Jun Kuwazuru, Mary Ann Suico, Sayaka Ogi, Ryoko Sasaki, Hidetoshi Sunamoto, Hirohiko Fukiya, Hayato Nishiyama, Misato Kamura，Saki Niinou, Yuimi Koyama, Futoshi Nara, Tsuyoshi Shuto, Kazuhiro Onuma, Hirofumi Kai
Organizer
The 2021 online International Workshop on Alport syndrome
Related Report
Int'l Joint Research
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