The role of dietary protein intake to prevent CKD-induced osteosarcopenia

Research Project

Project/Area Number	21K08260
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 53040:Nephrology-related
Research Institution	Oita University of Nursing and Health Sciences
Principal Investigator	岩崎香子大分県立看護科学大学, 看護学部, 助教 (10360059)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	安部眞佐子大分県立看護科学大学, 看護学部, 准教授 (30222665)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	タンパク質摂取量 / 筋量減少 / 骨弾性率低下 / 食事タンパク質由来の酸化ストレス / オステオサルコペニア / 臓器連関
Outline of Research at the Start	骨粗鬆症とサルコペニアは慢性腎臓病（CKD）患者の骨折原因となることが示唆されている。さらに、これらが起因となる患者の死亡率増加にも関与する。一方、腎保護を目的として行う食事タンパク質の摂取制限はこれらの合併症の発症要因となりうることから、至適なタンパク質摂取量を見出す必要がある。本研究では、CKDでのオステオサルコペニア（骨粗鬆症とサルコペニアの合併）の発生防止を可能とするタンパク質摂取の具体的方策の素案を、実験動物を用いた基礎検討から導くことを試みる。
Outline of Annual Research Achievements	昨年度実施した動物実験では、餌中に含まれるタンパク質量を20%または40%減らした餌（MLPD食、LPD食）を腎障害ラットに7週間与えると、通常（STD）食を摂取させた群に比べてLPD食摂取群では筋重量の減少と骨貯蔵弾性率の維持（腎機能正常CNT群と同程度）が観察された。本年度は、この理由を明らかにすることを目的とし、筋、骨、腎、腸管について解析した。腎障害を呈する3群（STD食群、MLPD食群、LPD食群）で筋細胞の分解に関わる遺伝子の発現亢進がみられ、さらにSTD群では筋細胞増殖促進遺伝子の発現増加が、LPD群では筋細胞増殖抑制遺伝子の発現増加がみられた。STD食摂取群の骨組織では、CNT群に比しコラーゲン酸化物の増加が示され、盲腸内容物のpH上昇とアンモニア濃度の高値が確認された。腎組織では炎症関連マーカー遺伝子の発現が増加していた。MLPD群、LPD群ではこれらの値がSTD摂取食群に比べ低下していた。これらの結果から、腎障害時の筋重量維持には十分量のタンパク質摂取が必要であるが、骨弾性率低下を招くこと、その原因として①食事タンパク質に由来する酸化ストレスの亢進が骨弾性率の低下の一因となる可能性が示唆され、②腎炎症の緩和が骨弾性率低下の予防に繋がる可能性が考えられた。そこで①の対策として、抗酸化作用を有するケルセチンをSTD食に添加して摂取させる、②の方法として、腎炎症を抑制するニコチンアミドをSTD食に添加して摂取させるという2つの機能性食品成分の摂取に着目し、筋、骨への影響を検討した。骨弾性率については、ケルセチンならびにニコチンアミドの摂取により、STD食で生じる骨弾性率低下が緩和されることが確認された。また両実験とも通常食のタンパク質を摂取していることから腎障害3群で筋重量の差はみられなかったが、筋組織の抗酸化遺伝子の発現増加がケルセチン摂取群でみられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 実験（解析）補助者の新型コロナウイルス感染などにより、2021年度のサンプル解析に時間がかかった。2022年度と2023年度はオステオサルコペニアの発症防止策について、2021年度の結果を参考にして２つの動物実験を行うことを当初予定していた。2021年度の結果から2つの観点が見つかったことから、2022年度に2つの動物実験を同時に実施することに計画を変更した。動物実験は終了したが、サンプル解析が途中となっている。
Strategy for Future Research Activity	2022年度は2つの機能性食品成分に着目し動物実験（①抗酸化物質摂取と②腎保護作用物質摂取）を行った。必要臓器のサンプリングと骨弾性率の測定、骨組成を解析するためのデータ収集まで終了しているため、骨組成データの解析を次年度完了させる。また腸管から摂取した抗酸化物、腎保護作用物質が骨ミネラル代謝指標を変化させるか、骨弾性率に影響する骨組成変化を改善できるかについて明らかにする。筋および腎組織は遺伝子解析を行い、炎症や酸化ストレスとの関連を明らかにする。腸管の状態については盲腸内容物の解析を行い、経口摂取した機能成分の腸管への影響も明らかにする。