| Project/Area Number |
21H04751
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
市居 修 北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (60547769)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡村 匡史 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 実験動物管理室長 (00333790)
西邑 隆徳 北海道大学, 農学研究院, 教授 (10237729)
矢吹 映 鹿児島大学, 農水産獣医学域獣医学系, 教授 (10315400)
山崎 淳平 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (20732902)
中村 鉄平 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (80786773)
堀野 太郎 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 准教授 (90448382)
昆 泰寛 北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (10178402)
齋藤 実里奈 (細谷実里奈 / 細谷 実里奈) 酪農学園大学, 獣医学群, 助教 (80848797)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥41,730,000 (Direct Cost: ¥32,100,000、Indirect Cost: ¥9,630,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2023: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2022: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
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| Keywords | 腎臓 / 腎盤 / 尿路関連リンパ組織（UTALS／UTALT） / 尿 / 慢性腎臓病（CKD） / 尿路関連リンパ組織 / UTALS／UTALT / 尿路上皮バリア / 腎盤／腎盂 / ケモカイン / MRL/lpr / 獣医学 / 腎盤・腎盂 / リンパ組織 |
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| Outline of Research at the Start |
腎臓内の誘導性リンパ組織は、慢性炎症の増悪と遷延を引き起こす。これまで我々は、腎盤に尿路関連リンパ組織(UTALT)を発見し、その発達が慢性腎臓病(CKD)の進行と強く相関することを見出した。本研究では、疾患モデル動物や伴侶動物/ヒト症例の精査を基軸に、CKDにおけるUTALT発達の意義、特に腎臓の慢性炎症との病態連関を解明する。また、UTALTが発達する理由として“CKD時の尿が導く腎盤上皮バリアの脆弱化とそれに続く尿の腎盤侵入”を証明し、尿の新たな存在意義“リンパ組織の発達誘導”を提唱する。本研究では、UTALTを中心とした腎盤－腎臓病態軸の解明から、CKDの治療戦略に新たな道を切り拓く。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトと伴侶動物では、個体の高齢化に伴い慢性腎臓病(CKD)症例が増えている。CKDは糸球体や尿細管間質の慢性炎症を主体とし、難治性である。近年、腎臓内に形成された誘導性リンパ組織による慢性炎症の増悪と遷延が問題視されている。我々は腎盤(腎盂)に尿路関連リンパ組織(UTALT/UTALS)を発見し、その発達がCKD進行と強く相関することを見出した。本研究では、疾患モデル動物や伴侶動物・ヒト症例の精査を基軸に、CKDにおけるUTALS発達の意義、特に腎臓の慢性炎症との病態連関を解明する。さらに、UTALSが発達する理由として“CKD時の尿が導く腎盤上皮バリアの脆弱化とそれに続く尿の腎盤侵入”を証明し、尿の新たな存在意義“リンパ組織の発達誘導”を提唱する。
2022年度までに、腎盤上皮はCKD時に非線維性コラーゲン分子（17型コラーゲン）を産生することを見出した。2023年度はマウス、ヒト、ネコの傷害を受けた尿路上皮細胞が17型コラーゲンを発現することを報告した。尿路上皮に着目し、片側尿管結紮モデルマウスの腎盤と尿管を精査したところ、腎盤―尿管接合部（平滑筋線維が切り替わる部位）の尿路上皮細胞は尿管結紮後に17型コラーゲン産生を最も早く開始した。さらにサイトカイン、ケモカイン、サイトケラチン14やCD44との共局在解析から、17型コラーゲンは、尿路上皮細胞の接着、増殖、分化を制御し、尿路上皮の完全性を維持し、閉塞性尿路障害時に局所免疫応答を活性化することが示唆された。産業動物（ブタ、ヤギ）の組織の腎盤UTALSも観察した。
以上より、腎盤上皮バリアの恒常性に関連する分子として17型コラーゲンとその役割を明らかにした。腎盤を巻き込む腎臓病の重篤化は深刻であり、死亡率も高い。本研究では、UTALSを中心とした腎盤－腎臓病態軸の解明から、難治性疾患CKDの治療戦略に新たな道を切り拓く。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
腎盤上皮バリアの恒常性を担う分子（17型コラーゲン）を同定することができた。また、マウスのみならずネコやヒトの尿路上皮でも17型コラーゲンは発現しており、これは獣医学・医学の双方において重要な知見となる。17型コラーゲンはUTALS形成メカニズムを明らかにするための新規分子になると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
【計画A】UTALSは腎臓内の誘導性リンパ組織と協働して、あるいは独立して慢性炎症に関連するのか、得られた結果から考察する。これまで、UTALSの発達が腎臓の病理組織スコアと相関することを示した。 ・解析1. 2023年度から継続している健常および腎炎マウス腎盤の3D組織構築を完了する。UTALSと他の腎組織構造や病変との関連を明らかにする。
【計画B】 “腎障害時の尿の変化による腎盤上皮の脆弱化やUTALSの発達”、またその逆、“UTALSの発達による腎盤上皮の脆弱化” を検証する。当初はCKDに絞っていたが、種々の腎障害に着目する。 ・解析2. 尿中分子の選抜：マウスの腎障害群が慢性炎症、UTALS発達、腎盤上皮バリア脆弱化を明瞭に示す病期を絞り、次の基準を全て満たす分子を選抜する。①ヒト腎臓で増加する炎症関連の液性因子、②モデルマウスの尿と腎臓内で有意に増加する分子、これらを複数選抜し、腎臓内の発現動態を明らかにする。2023年度にある１分子を同定した。本分子が上皮間接着の破壊等に関わる結果を得たので、上皮培養系を利用してその詳細な機能解析を進める。 ・解析3. 尿中分子・尿性状の変化による尿路上皮バリア脆弱化の検証：①解析2で選抜した尿中分子、②健常者・腎疾患患者の尿で培養ヒト尿路上皮細胞を刺激する。その後、上皮細胞間接着分子の局在や発現の変化を細胞染色や定量的PCRで評価する。上記の候補分子に着目する。2023年度からTRECK法による尿路上皮破壊モデルマウスの病態解析を進めている。2024年度も引き続き表現型を精査する。
【計画C】動物とヒトの腎疾患進行とUTALS発達に関する知見を収集する。2023年度は、ヒト、伴侶動物（イヌ、ネコ）、産業動物（ブタ、ヤギ）の組織を解析した。2024年度は鳥類（ニワトリ）の泌尿器組織を加え、継続する。
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