トロンボモジュリンによる進行期の糖尿病性腎症の抑制

• Project/Area Number: 21K16185
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53040:Nephrology-related
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 竹下 敦郎 三重大学, 医学部附属病院, 助教 (10830490)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ヒト組換えトロンボモジュリン / 糖尿病性腎臓病 / 腎線維症 / 肺線維症 / 慢性腎臓病 / 糖尿病性腎症 / トロンボモジュリン

Outline of Research at the Start

腎線維症は腎臓の組織にコラーゲン等が沈着し、正常な組織の破壊により機能低下が生じる病態である。糖尿病の主要な合併症である糖尿病性腎症においても、進行期には腎線維症を経て末期腎不全へと至る。以前我々は、播種性血管内凝固症候群の治療薬として使用されているトロンボモジュリン(TM)の抗線維化作用および抗アポトーシス作用に注目し、腎線維症を自然発症するマウスに投与したところ、腎線維症および腎機能低下を抑制することを発見した。本研究では、同マウスを糖尿病状態として進行期の糖尿病性腎症を誘導し、TM投与による腎線維症および腎機能低下の抑制効果を検討し、新規治療薬としての可能性を評価する。

Outline of Annual Research Achievements

ヒト組換えトロンボモジュリン（rhTM）は本邦で播種性血管内凝固症候群の治療薬として使用されているが、近年抗炎症作用、抗線維化作用および抗アポトーシス作用で注目されている。先行研究において、我々はrhTMが腎ポドサイト特異的にヒトTGFβ１を過剰発現させた腎線維症マウスに対して腎保護作用を有することを報告した。本研究の目的は、rhTMが糖尿病性腎臓病の進行期においても腎機能低下および腎線維化の進行を抑制しうるか検証するものである。糖尿病性腎臓病での検証では同腎線維症マウスに対してストレプトゾトシン（STZ）により糖尿病を誘導し、糖尿病性腎臓病モデルとして実験を行う。準備実験として行った腎線維症モデルマウスに対するSTZ投与実験の解析をすすめた。STZを投与された腎線維症マウスは、STZを投与された野生型マウスおよびSTZを投与しない腎線維症マウスと比較して、腎線維化および腎機能低下が進行することを報告した。さらに、腎特異的TGFβ1過剰発現マウスでは、インスリン抵抗性の上昇も合わせて証明された。

また、近年は慢性疾患と細菌叢の関連が注目されているが、以前我々は肺線維症の研究において、ブドウ球菌由来のペプチド「corisin」が肺胞上皮細胞のアポトーシスおよび肺線維症の増悪に関連することを報告した。肺特異的TGFβ1過剰発現マウスにおいて、corisin濃度は線維化の程度と正の相関を認めた。さらに、ブレオマイシン投与により肺線維症を誘発した野生型マウスにおいて、線維症のないマウスと比較して肺組織中のcorisinが有意に高値となった。これらはcorisinが肺線維症のバイオマーカーとなりえることを示す結果であった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在までの検討で、腎線維症を伴うより進行した糖尿病性腎臓病モデルマウスとして、腎特異的ヒトTGFβ1過剰発現マウスに対するストレプトゾトシン投与が有用であることを証明した。また、糖尿病性腎臓病の進行に重要なポドサイト障害に関連して、肺胞上皮細胞のアポトーシスを増加させるブドウ球菌由来のペプチドが、肺線維症の重症度と相関することを示した。この結果はCorisinのポドサイトに対するアポトーシス活性に加えて、腎線維症においてもcorisinがバイオマーカーとなる可能性を示すものである。

Strategy for Future Research Activity

上記検討より、以下のとおり検討を行う
・糖尿病性腎臓病に対するrhTMの保護効果の検討は、野生型および腎線維症マウスにSTZ投与後2-3か月程度経過してから、腎機能でグループ分けを行い、rhTMを投与する。上記検討ではSTZ投与後9週で腎臓病の悪化を認めた。
・高血圧合併腎線維症については、当初の予定通り皮下浸透圧ポンプにてアンジオテンシンⅡを投与し、rhTM投与の並行投与により腎障害を抑制しうるか検討する。
・rhTMのヒト初代培養ポドサイトに対する抗アポトーシス経路に関連して、すでに報告したTGFβ1によるアポトーシスの抑制作用の他、corisinが誘導するアポトーシスに対し、rhTM事前処理が抗アポトーシス作用を示すか検証する。

Research Products

• [Journal Article] Inhibition of a Microbiota-Derived Peptide Ameliorates Established Acute Lung Injury (2023)
  • Author(s): D'Alessandro Fridman V, D'Alessandro-Gabazza CN, Yasuma T, Toda M, Takeshita A, Tomaru A, Tharavecharak S, Lasisi IO, Hess RY, Nishihama K, Fujimoto H, Kobayashi T, Cann I, Gabazza EC.
  • Journal Title: American Journal of Pathology Volume: 23 Issue: 6 Pages: 740-754
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2023.03.003
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Transforming Growth Factorβ1 Overexpression Is Associated with Insulin Resistance and Rapidly Progressive Kidney Fibrosis under Diabetic Conditions. (2022)
  • Author(s): D'Alessandro VF, Takeshita A, Yasuma T, Toda M, D'Alessandro-Gabazza CN, Okano Y, Tharavecharak S, Inoue C, Nishihama K, Fujimoto H, Kobayashi T, Yano Y, Gabazza EC.
  • Journal Title: Int J Mol Sci. Volume: 23 Issue: 22 Pages: 146251-19
  • DOI: 10.3390/ijms232214265
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Inhibition of lung microbiota-derived proapoptotic peptides ameliorates acute exacerbation of pulmonary fibrosis. (2022)
  • Author(s): D'Alessandro-Gabazza CN, Yasuma T, Kobayashi T, Toda M, Abdel-Hamid AM, Fujimoto H, Hataji O, Nakahara H, Takeshita A, Nishihama K, Okano T, Saiki H, Okano Y, Tomaru A, D'Alessandro VF, Shiraishi M, Mizoguchi A, Ono R, Ohtsuka J, Fukumura M, Nosaka T, et al. & Gabazza EC
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 13 Issue: 1 Pages: 1558-1558
  • DOI: 10.1038/s41467-022-29064-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Protective Role of Recombinant Human Thrombomodulin in Diabetes Mellitus. (2021)
  • Author(s): Okano Y, Takeshita A, Yasuma T, Toda M, Nishihama K, Fridman D'Alessandro V, Inoue C, D'Alessandro-Gabazza CN, Kobayashi T, Yano Y, Gabazza EC.
  • Journal Title: Cells Volume: 10 Issue: 9 Pages: 1-13
  • DOI: 10.3390/cells10092237
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Microbiome-Derived Peptide Induces Apoptosis of Cells from Different Tissues (2021)
  • Author(s): Saiki Haruko、Okano Yuko、Yasuma Taro、Toda Masaaki、Takeshita Atsuro、Abdel-Hamid Ahmed M.、Fridman D’Alessandro Valeria、Tsuruga Tatsuki、D’Alessandro-Gabazza Corina N.、Katayama Kan、Sugimoto Masahiko、Fujimoto Hajime、Yamanaka Keiichi、Kobayashi Tetsu、Cann Isaac、Gabazza Esteban C.
  • Journal Title: Cells Volume: 10 Issue: 11 Pages: 2885-2885
  • DOI: 10.3390/cells10112885
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] ヒト組換えトロンボモジュリンの抗糖尿病作用 (2022)
  • Author(s): 竹下 敦郎, 岡野 優子, 井上 知紗, 西濵 康太, 安間 太郎, Valeria Fridman, 戸田 雅昭,Corina N. D’Alessandro-Gabazza, Esteban Gabazza, 矢野 裕
  • Organizer: 第65回 日本糖尿病学会
• [Presentation] The protective effect of recombinant thrombomodulin on transforming growth factor 1 induced podocyte injury (2022)
  • Author(s): Atsuro Takeshita, Chisa Inoue, Yuko Okano, Kota Nishihama, Taro Yasuma, Valeria Fridman-D'Alessandro, Masaaki Toda, Corina N. D'Alessandro-Gabazza, Yutaka Yano, Esteban C. Gabazza
  • Organizer: 第51回 日本免疫学会
• [Presentation] 細菌由来ペプチド corisin がポドサイトのアポトーシスを誘導する (2022)
  • Author(s): 岡野 優子, 井上 知紗, 竹下 敦郎, 西濵 康太, 安間 太郎, バレリア・フリードマン, ガバザ・コリナ, 戸田 雅昭, 上村明, 鈴木 俊成,矢野 裕, ガバザ・エステバン
  • Organizer: 第37回日本糖尿病合併症学会
• [Presentation] トロンボモジュリンによる腎細胞保護効果の検証 (2021)
  • Author(s): 竹下 敦郎，内田 明宏 ，岡野 優子，西濵 康太 ，安間 太郎， ガバザ コリナ ，戸田 雅昭 ，矢野 裕 ，ガバザ エステバン
  • Organizer: 第64回日本糖尿病学会年次学術集会
• [Presentation] トロンボモジュリンのストレプトゾトシン誘発糖尿病 に対する効果の検討 (2021)
  • Author(s): 岡野 優子，内田 明宏 ，竹下 敦郎，西濱 康太 ，安間 太郎， ガバザ コリーナ ，戸田 雅昭 ，矢野 裕 ，ガバザ エステバン
  • Organizer: 第64回日本糖尿病学会年次学術集会
• [Presentation] microbiome-derived peptide induces apoptosis of cells from different tissues (2021)
  • Author(s): Yuko Okano1, 2), Atsuro Takeshita1, 2), Kota Nishihama1, 2), Valeria Fridman1), Taro Yasuma1, 2), Corina Gabazza1) , Masaaki Toda1), Yutaka Yano2), Esteban Gabazza1)
  • Organizer: 第50回日本免疫学会