3D培養腎細胞を用いた腎臓病早期診断法の開発と新規治療薬探索
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21K15663
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 52010:General internal medicine-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
越智 ありさ 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教務補佐員 (30831797)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | CKD / バイオマーカー / スフェロイド / エクソソーム / 慢性腎臓病 / 早期診断法 / ３D培養 |
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| Outline of Research at the Start |
腎臓の主な機能を担う糸球体は、多種の細胞から構成されるため従来の個々の培養細胞による検討では、生体内での現象を再現することは困難であった。そこで、腎由来細胞の3D共培養を行い、糸球体様/尿細管様スフェロイドを作製した。作製したスフェロイドに腎臓病の起因に関与する種々のストレスを添加し、変動する分子の解析により腎臓病を早期診断できるバイオマーカーの探索を行う。また、バイオマーカーの尿中からの検出法の確立を目指す。さらに、スフェロイドに腎臓病患者由来の血清を添加すると、その形態が崩壊することを確認しているため、スフェロイドの形態を維持する化合物のスクリーニングを行い、新規腎臓病治療薬の探索を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
慢性腎臓病（CKD）は『新たな国民病』と言われている。しかしながら、一部の腎炎を除き障害を受けた腎臓を治すための治療薬は開発されていない。また、腎臓病は自覚症状に乏しいため、多くの患者がCKDへと進行してしまう。こうした観点から、より早期の段階で腎炎診断を可能とするバイオマーカーの樹立が求められている。本研究では、２次元培養より生体腎に近い形質を有する糸球体様および尿細管様スフェロイドを用い各腎臓病を模倣するモデル培養系を作製する。作成したモデル培養系をRNA-sequenceにて解析を行い、早期のバイオマーカー候補の探索および、候補分子の変動を各病因のモデルマウスにて検討する。現在行われている腎症の確定診断は腎生検であり、患者への負担が大きく、非侵襲的な診断方法の確立が求められている。そこで、候補分子中から尿中にて抽出可能な分子を探索し、新規臨床検査方法の開発を目指す。
樹立したスフェロイドへの刺激添加による疾患モデル培養系が、生体内での反応と一致しているかを検討するため、本年度はスフェロイドからタンパクおよびmRNAの抽出および培養上清の回収し、細胞障害マーカー（Kim-1、NGAL）の発現増加レベルの検討を行った。また、スフェロイド培養上清中および腎臓病患者尿よりエクソソームを抽出し、エクソソーム内に含まれる分子について解析中である。
また、新規腎臓病治療薬の候補薬探索に向け、スフェロイドの大量培養方法についての検討を行った。
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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
腎臓病モデル培養系において、スフェロイドでは線維化マーカー(SMA,Col4)の発現より早期に既存の細胞障害マーカーであるkim-1およびNGALの発現が増加することを確認した。また、線維化マーカーおよび細胞障害マーカー発現時のスフェロイド培養上清を回収し、エクソソームの抽出を行った。各腎疾患モデル培養系において、疾患特異的なバイオマーカーをRNAまたはエクソソーム内分子中から現在選定中である。
次年度予定の新規治療薬の探索の予備実験として、スフェロイドの大量培養方法の構築を行った。これにより一度に数百の化合物についてスクリーニングを行うことが可能となった。
以上により、概ね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
各腎臓疾患モデル培養系にてバイオマーカーの最終選定を行う。これまでに、RNAレベルでの発現変動を確認しているが、スクリーニング系でのハンドリングをふまえ、培養上清を用いたELISAにて変動が確認できるバイオマーカーを決定する。
バイオマーカーを選定した培養系においては、repositioning drugを中心としたスクリーニングを行う。腎保護効果を持つと考えられる薬剤については、疾患モデルマウスへの投与を行い、選定したバイオマーカーの尿中および組織内での発現変動の確認、および腎組織の分子病理学的な改善の確認を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
