尿素トランスポーターを標的とした尿素依存性浸透圧利尿薬の新機序解明

• Project/Area Number: 21K16177
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53040:Nephrology-related
• Research Institution: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• Principal Investigator: 久間 昭寛 産業医科大学, 大学病院, 講師 (30893284)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 体液貯留 / 慢性腎不全 / トランスポーター / 水 / 尿素 / 利尿薬

Outline of Research at the Start

腎機能低下による体液貯留（浮腫や肺水腫）は生命予後を低下させ、その解決は重要な課題である。尿素トランスポーター(UT; urea transporter)-A1は、腎集合管で尿素を再吸収して尿浸透圧と尿量を調整している。UT-A1ノックアウトマウスでは、野生株マウスより尿量が約2倍増加することが報告されている。
そこで本研究では、UT-A1阻害薬（Dimethylthiourea）を体液貯留モデルマウス（慢性腎臓病モデルと高Na負荷モデル）に投与して利尿効果やNa排泄効果を検証する。UT-A1阻害を標的とした新機序（尿素依存性浸透圧利尿）の利尿薬開発へ繋げる。

Outline of Annual Research Achievements

尿素トランスポーターは尿中尿素を再吸収することで、尿浸透圧を調整して尿量が変化させる。本研究では尿素トランスポーターを阻害することで得られる利尿効果が、慢性腎臓病や体液貯留状態においても認められるかを検証することが目的である。
慢性腎臓病モデルとして、5/6腎臓摘出（5/6Nx）モデルマウスを作製して８週間観察した。5/6Nxマウスにコントロール群（生食投与）とDimethylthiourea (DMTU,尿素トランスポーター阻害薬)投与群を比較した場合、コントロール群と比べてDMTU群では24時間尿量が1.5倍へと増加した。24時間飲水量と24時間尿量の差で算出したwater in-outバランス(mL/g)は、コントロール群が0.185±0.013、DMTU群が0.114±0.014でありコントロール群の方が有意に高値であった（p<0.05）。体液貯留による心機能の変化を観察するため、心臓超音波エコーを行った。心筋重量係数（LVMI, mg/g）は、コントロール群で4.18±0.27、DMTU群は3.44±0.13でDMTU群で心筋肥大が抑制されていた。また、心筋肥大に伴う心筋線維化の評価のためreal-time PCRとウエスタンブロットを用いてα-SMAとcollagen4を測定した。結果、コントロール群に比べて、DMTU群ではそれらの発現が有意に低下していた。
以上より、DMTUによって尿量を増加させることで体液貯留を軽減して左心肥大を抑制していることが示された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2021年度に5/6腎臓摘出モデル作製後の体液貯留を誘発させるのに最適な条件設定に難渋した。その影響で当初の計画よりやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

今後は、従来より汎用されている利尿薬のフロセミドとの効果相違について比較検討する。また、体液貯留の影響による心機能評価についても詳細な検討を予定している。