細胞骨格制御に着目した尿毒症物質による心血管障害の病態解明

• Project/Area Number: 21K08129
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53020:Cardiology-related
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 牧田 愛祐 愛媛大学, 医学部附属病院, 医員 (70837038)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂上 倫久 愛媛大学, 医学系研究科, 講師(特定教員) (20709266) ; 山口 修 愛媛大学, 医学系研究科, 教授 (90467580)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: インドキシル硫酸 / 心肥大 / 細胞骨格 / 腎不全 / 尿毒症物質 / 心血管障害

Outline of Research at the Start

慢性腎臓病・透析患者では心血管疾患による死亡リスクが高く、予防治療法の開発が急務である。インドキシル硫酸(IS)は原因候補分子として着目されている尿毒症物質であるが、透析では除去困難であり、心血管疾患惹起の作用機序が不明であるため、治療分子標的としての応用には分子機構解明が必須である。本研究では、ISの受容体と報告されているAryl Hydrocarbon Receptor (AhR)を臓器特異的に欠失させた遺伝子改変マウスを用いて、ISがAhRを介して心筋細胞や血管平滑筋細胞に与える影響を明らかにするとともに、新しい心血管疾患予防治療法の確立を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

1. インドキシル硫酸（IS）依存的な心血管系障害モデルマウスは、正常腎機能下ではIS血中濃度の制御が困難であることから心肥大の出現頻度が不安定である。そこで腎不全患者を模倣した血中IS濃度を安定的に維持できるモデルマウス樹立を進めており、ISの血中濃度と心機能（エコー評価）との相関関係について詳細に解析している。またその際の心筋組織の組織学的変化と遺伝子発現変化についても併せて解析している。ISの血中濃度測定系については独自の実験系樹立に成功しており、血中ISが心筋細胞の細胞骨格系に与える影響について詳細に解析している。安定的なin vivoモデルが樹立出来次第、昨年度解析したRNA-seq結果に基づいて分子メカニズムの解析を開始する。
2. ISの受容体を欠損させた遺伝子改変マウスの樹立も成功し、ISに対する心機能に与える影響について解析を進めている。
3. In vitroの検証から、心筋細胞においてIS処理によりアクチン骨格の明らかな変化が認められており、ISの心筋細胞に対する細胞傷害性が明らかになった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

安定的なin vivoモデルの確立がまだ出来ていないため。

Strategy for Future Research Activity

ISの受容体である、Aryl Hydrocarbon Receptor(AhR)を心筋特異的にノックアウトしたマウスは既に作製できている。In vivoモデルの確立ができ次第、IS 投与群と非投与群に対する野生型マウス及びKOマウスにおける心筋細胞・心筋組織を採取し、表現型を定量評価する。
さらに、野生型におけるIS 投与依存的な表現型が、AhR 欠損によりレスキューされることを確認する。さらに、次世代シーケンサーにより発現変動が確認された遺伝子に対する免疫組織染色を実施することにより、IS/AhR/細胞骨格制御シグナルが心血管系異常に及ぼす影響ならびに分子機構を解明する。