Discovery of new therapeutic target genes using diabetic nephropathy model animals
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21K08228
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 53040:Nephrology-related
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
臧 黎清 三重大学, 地域イノベーション学研究科, 特任講師(教育担当) (10437105)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島田 康人 三重大学, 医学系研究科, 講師 (40378427)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 糖尿性腎症 / 治療標的遺伝子 / モデル動物 / ゼブラフィッシュ / ゲノム編集 / 糖尿病性腎症 |
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| Outline of Research at the Start |
2型糖尿病による高血糖状態が長期間続くと、3大合併症と呼ばれる糖尿病性腎症、網膜症と神経障害が発症する。糖尿病性腎症は不可逆的な糸球体の障害により、蛋白尿を呈した段階からほぼ確実に慢性腎不全に至ることが知られており、現在の医学では完治できない病気である。研究代表者がこれまでの研究では、糖尿病性腎症モデルゼブラフィッシュの構築を成功し、網羅的な遺伝子発現プロファイル解析により、腎症発症及び治癒関連遺伝子群を決定している。本研究では、これらの糖尿病性腎症治療標的候補遺伝子群から、腎症ゼブラフィッシュとマウスを用いた検証スクリーニング試験により、新規糖尿病性腎症治療標的遺伝子の探索を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2型糖尿病患者の高血糖状態が長期化すると全身の動脈硬化が進行し、3大合併症と呼ばれる糖尿病性腎症、網膜症と神経障害が発症する。糖尿病性腎症は不可逆的な糸球体の障害により、蛋白尿を呈した段階からほぼ確実に慢性腎不全に至ることが知られており、現在の医学では完治できない病気である。ゼブラフィッシュは、腎臓の機能と組織構造が哺乳類動物と高度に類似し、人間にないネフロン再生能力も保持しているため、腎障害・腎再生の実験動物として注目されている。本研究の目的は、ゼブラフィッシュまたは哺乳類の糖尿病性腎症モデル動物を用いて、腎症治療標的遺伝子の探索を行うことである。
本年度は、令和3年度の研究で作製した10種類の治療標的遺伝子ゼブラフィッシュノックアウト系統を用い、腎症への治療効果についてスモール・スケール・スクリーニング検証試験を行った。具体的に、各標的遺伝子ノックアウト系統に対し、3カ月の過剰給餌による糖尿病性腎症の誘導を行い、経時的に蛋白尿を測定し、腎症コントロール個体と比較して、各標的遺伝子ノックアウト系統の蛋白尿漏れが改善しているかについて検証した。また、実験終了後に、腎臓の病理切片を作成し、足細胞の損傷や基底膜の厚さなどの糸球体病変を評価した。最終的に、蛋白尿や糸球体病変への軽減効果、つまり糖尿病性腎症へ治療効果のある標的遺伝子を見つけ、または順位をつけることができた。
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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
本研究は令和4年度の研究実施計画通り遂行されており、特に遅滞はない。研究成果として、10種類の治療標的遺伝子ノックアウト系統を用いて腎症への治療効果を評価したところ、蛋白尿の漏れに対し治療効果のある遺伝子らを同定した。この成果により、哺乳類動物への外挿性評価試験に標的を提供した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゼブラフィッシュ実験で同定された腎症治療効果がある遺伝子が予想より多いため、マウス実験を実施する前にさらに絞り込む必要がある。そのため、上位5個標的遺伝子に対し、ヒト腎臓糸球体足細胞株を用いて、CRISPR/Cas9技術により各遺伝子のノックアウト株を作製する。次にグルコース負荷により足細胞損傷を誘導し、各ノックアウト細胞株の形態観察を行うことにより、足細胞の損傷を耐えられた細胞株の選別を行う。次に、さらに絞られた治療遺伝子(上位2個)に対し、自然発症型2型糖尿病マウスモデルNSY/Hosを用いて、siRNAの投与によりノックダウン実験を行う。具体的に、高脂肪食により糖尿病または腎症を誘導し、空腹血糖値や蛋白尿の経時測定や実験終了時に腎臓の病理所見などにより、標的遺伝子発現抑制による糖尿病性腎症に対する影響を評価する。
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Report
(2 results)
Research Products
(34 results)
