Analysis of pathogenesis associated with mutation of complement associated gene and autoantibodies in development/progression of C3 nephropathy.

• Project/Area Number: 22K08309
• 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: Nagoya University
• Principal Investigator: 水野 正司 名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (20303638)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 康弘 名古屋大学, 医学系研究科, 特任講師 (20584676) ; 金 恒秀 名古屋大学, 医学系研究科, 特任講師 (40745238) ; 伊藤 恭彦 愛知医科大学, 経営戦略推進本部, 特命教授 (60402632) ; 福井 聡介 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (90896060)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 実験腎炎 / 動物モデル / 補体活性化 / 補体制御 / 補体 / Ｃ３腎症 / 自己抗体

Outline of Research at the Start

補体活性化異常の関与が注目されるC3腎症(C3G)は、本邦での発症頻度など不明な点が多く、実態解明のために申請者らは全国規模の一次性膜性増殖性糸球体腎炎/C3Gコホート研究(C3GCS)を展開している。しかし、C3Gは稀少疾患であるため、病態の解明や治療薬の開発が不可欠である。C3Gは病理学的にheterogeneityの高い疾患群であり、申請者らはその病因から①補体関連蛋白の遺伝子変異型と②補体活性化を促進する自己抗体型の２つに分類することを提唱している。本研究では、①遺伝子改変マウスを用いてC3Gの多彩な病理像・発症機序の解明、②C3変換酵素活性を持続させる自己抗体の新規C3Gモデルマウス作製とその病態解析を目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

補体活性化異常の関与が注目されるC3腎症(C3G)は、発症機序などその病態に不明な点が多い。このためモデル動物の作製およびその解析が、病態の解明や治療薬の開発には不可欠である。本研究では、①補体H因子(FH)変異マウス(FHm/mMo)およびH因子/プロパジン(P)の二重遺伝子改変マウス(FHm/mPKO Mo)を用いてC3Gの多彩な病理像・発症機序の解明、②C3変換酵素(C3bBb)活性を持続させる自己抗体(C3NeF)型の新規C3Gモデルマウス作製とその病態解析を目的として研究を進めている。
概要1表現型の異なる遺伝子(H因子(HF))変異型C3G発症マウスモデルを用いて、補体系蛋白のC3G発症・進展機序への関わりを明らかにするため、海外共同研究者(Prof. Song)から供与された。R4年は、C3Gを自然発症する遺伝子改変マウス(H因子の変異マウス(FHm/m Mo)とPもノックアウトしたHFm/mPKO Mo)を、実験可能なレベルへの安定供給状態にすること、また、供給元で認められた病変の再現性を確認した。次年度は、光顕観察下で経時的な形態学的変化、補体活性化産物の沈着、電顕観察下で高電子密度沈着物形成の時間的変化について、形態学的に解析を進める。
概要2 C3NeFの作成と病態解析のために自己抗体型C3腎症の動物モデルの作成の取り組みとして、C3NeFに相当する多クローン性抗体を作成するために、分子構造から異なる4種類のアミノ酸配列に対して、それぞれについて高純度の免疫候補ペプチド作成した。次に、それぞれのペプチドをウサギに免疫し、ELISA系にて抗体産生を確認し、その抗血清を回収した。次年度は、および精製免疫グロブリンなどを用いて、実験動物で、腎炎惹起を試みる。

Current Status of Research Progress

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

Reason

概要1について、外共同研究者(Prof. Song)から供与された表現型の異なる遺伝子(H因子(HF))変異型C3G発症マウスモデルを用いて、補体系蛋白のC3G発症・進展機序への関わりを明らかにするため、第一段階として、経時的に腎組織評価のために組織標本採取を開始。病理所見（光顕、蛍光顕微鏡）で、再現性を確認した。
現在、電子顕微鏡（EM）切片の作成とEM観察下で高電子密度沈着物形成物を確認するプロセスに移っている。

概要2について、平成5年度末までに、前年度に作成した４種類の抗血清投与実験を行った。一部の実験動物に軽度蛋白尿を呈した。ただし、個々の抗血清投与実験では光学顕微鏡所見上、糸球体変化を観察するまでには至なかった。

Strategy for Future Research Activity

概要1については、糸球体、特に基底膜におけるC3腎症に特異的なEDD形成の過程を明らかにするため、経時的な形態学的EM変化を明らかにする。糸球体への補体沈着物の推移を観察するため、糸球体へのレーザーマクロダイセクション技術による糸球体組織片の収集とその質量分析、糸球体における補体成分沈着や抗体沈着を免疫電顕解析で進めていく。
概要2については、次年度は、実験動物への抗血清のコンビネーション投与により、腎炎惹起を試みる。また、in vitroでの観察のため、ビアコアシステムも併用して、C3NeF産生のための実験を進めていく。
一旦腎炎モデルの作成に成功した後は病態解析、特に補体との関連に焦点をあてて検討を進めていく予定である。

Research Products

• [Journal Article] A Case of C3 Nephritis With a Rare Variant of the CFHR5 Gene. (2024)
  • Author(s): Kamido Hisashi、Yamamoto Shinya、Yokoi Hideki、Mizuno Masashi、Yanagita Motoko
  • Journal Title: Cureus Volume: 16
  • DOI: 10.7759/cureus.55102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Durvalumab plus carboplatin-etoposide treatment in a patient with small-cell lung cancer on hemodialysis: a case report and literature review (2023)
  • Author(s): Ushijima Futoshi、Hase Tetsunari、Yamashita Yuki、Kim Hangsoo、Shimokata Tomoya、Kondo Chiaki、Sato Tomonori、Baba Tomoya、Watanabe Shohei、Futamura Keisuke、Ando Yuichi、Mizuno Masashi、Ishii Makoto
  • Journal Title: International Cancer Conference Journal Volume: 13 Issue: 2 Pages: 88-92
  • DOI: 10.1007/s13691-023-00640-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Complement terminal pathway inhibition reduces peritoneal injuries in a rat peritonitis model (2023)
  • Author(s): Kamegai Naoki、Kim Hangsoo、Suzuki Yasuhiro、Fukui Sosuke、Kojima Hiroshi、Maruyama Shoichi、Morgan B Paul、Zelek Wioleta Milena、Mizuno Masashi
  • Journal Title: Clinical and Experimental Immunology Volume: 214 Issue: 2 Pages: 209-218
  • DOI: 10.1093/cei/uxad088
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Peritoneal Expression of Membrane Complement Regulators Is Decreased in Peritoneal Dialysis Patients with Infected Peritonitis (2023)
  • Author(s): Fukui Sosuke、Mizuno Masashi、Tawada Mitsuhiro、Suzuki Yasuhiro、Kojima Hiroshi、Matsukawa Yoshihisa、Imai Masaki、Kim Hangsoo、Kinashi Hiroshi、Mizutani Makoto、Minoshima Kenichi、Maruyama Shoichi、Ito Yasuhiko
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 24 Issue: 11 Pages: 9146-9146
  • DOI: 10.3390/ijms24119146
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibition of Transglutaminase 2 Reduces Peritoneal Injury in a Chlorhexidine-Induced Peritoneal Fibrosis Model (2023)
  • Author(s): Kunoki S, Tatsukawa H, Sakai Y, Kinashi H, Kariya T, Suzuki Y, Mizuno M, Yamaguchi M, Sasakura H, Ikeno M, Takeuchi K, Ishimoto T, Hitomi K, Ito Y
  • Journal Title: Laboratory Investigation Volume: 103 Issue: 4 Pages: 100050-100050
  • DOI: 10.1016/j.labinv.2022.100050
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Case report: Thrombotic microangiopathy concomitant with macrophage activation syndrome in systemic lupus erythematosus refractory to conventional treatment successfully treated with eculizumab (2023)
  • Author(s): Yamaguchi Makoto、Mizuno Masashi、Kitamura Fumiya、Iwagaitsu Shiho、Nobata Hironobu、Kinashi Hiroshi、Banno Shogo、Asai Akimasa、Ishimoto Takuji、Katsuno Takayuki、Ito Yasuhiko
  • Journal Title: Frontiers in Medicine Volume: 9 Pages: 1-8
  • DOI: 10.3389/fmed.2022.1097528
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prognostic Value of the Controlling Nutritional Status (CONUT) Score in Patients at Dialysis Initiation (2022)
  • Author(s): Takagi Kimiaki、Takahashi Hiroshi、Miura Tomomi、Yamagiwa Kasumi、Kawase Kota、Muramatsu-Maekawa Yuka、Koie Takuya、Mizuno Masashi
  • Journal Title: Nutrients Volume: 14 Issue: 11 Pages: 2317-2317
  • DOI: 10.3390/nu14112317
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Long-term peritoneal dialysate exposure modulates expression of membrane complement regulators in human peritoneal mesothelial cells. (2022)
  • Author(s): Kobayashi K, Ozeki T. Kim H, Imai M, Kojima H, Iguchi D, Fukui S, Suzuki M, Suzuki Y, Maruyama S, Ito Y, Mizuno M.
  • Journal Title: Front Med. Volume: 9 Pages: 972592-972592
  • DOI: 10.3389/fmed.2022.972592
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Interleukin-6 blockade reduces salt-induced cardiac inflammation and fibrosis in subtotal nephrectomized mice. (2022)
  • Author(s): Tanaka H, Sun T, Kinashi H, Kamiya K, Yamaguchi M, Nobata H, Sakata F, Kim H, Mizuno M, Kunoki S, Sakai Y, Hirayama A, Soga T, Yoshikawa K, Ishimoto T, Ito Y.
  • Journal Title: Am J Physiol Renal Physiol. Volume: 323 Issue: 6 Pages: F654-F665
  • DOI: 10.1152/ajprenal.00396.2021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression of a Crry/p65 is reduced in acute lung injury induced by extracellular histones (2021)
  • Author(s): Nagano Fumihiko、Mizuno Tomohiro、Imai Masaki、Takahashi Kazuo、Tsuboi Naotake、Maruyama Shoichi、Mizuno Masashi
  • Journal Title: FEBS Open Bio Volume: 12 Issue: 1 Pages: 192-202
  • DOI: 10.1002/2211-5463.13322
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Prevention of terminal pathway activation improves survival in a lethal malarial infection mouse model associated with multiple organ failure. (2023)
  • Author(s): Mizuno M, Kamiya T, Miyasaka Y, Kim H, Sosuke F, Ishigami M, Suzuki Y, Maruyama S, Ohno T, Huges T, Morgan BP.
  • Organizer: International Complement Workshop 2023
• [Presentation] A retrospective case series study in PD-related peritonitis with emergency laparotomy in a single center during 18 years. (2023)
  • Author(s): Mizuno M, Kim H, Suzuki Y, Fukui S, Kamegai N, Maruyama S, Ito Y.
  • Organizer: 2023 APCM-ISPD
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] C1 inhibitor prevents peritoneal injuries in a rat peritonitis model. (2022)
  • Author(s): Mizuno M, Ozeki T, Iguchi D, Kojima H, Suzuki Y, Kinashi H, Maruyama S, Ito Y.
  • Organizer: ISPD 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A history of abdominal surgery does not necessary decrease the feasibility of PD: second report on a single-center observational study. (2022)
  • Author(s): Kojima H, Suzuki Y, Yoshioka T, Ishii T, Sakata F, Sato Y, Kinashi H, Katsuno T, Matsukawa Y, Ito Y, Mizuno M.
  • Organizer: ISPD 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The efficacy of HIF-PH inhibitors to treatment for renal anemia in patients with peritoneal dialysis. (2022)
  • Author(s): Koide S, Tsuboi N, Murai Y, Saka Y, Mizuno M, Ito Y.
  • Organizer: ISPD 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Modulation of the complement terminal pathway ameliorates peritoneal injuries in a rat peritoneal dialysis model. (2022)
  • Author(s): Mizuno M, Kamegai N, Hangsoo K, Morgan BP, Suzuki Y, Fukui S, Kojima H, Zelek W.
  • Organizer: EMCHD 2022
  • Int'l Joint Research
• [Patent(Industrial Property Rights)] アドレノメジュリン、およびその派生物による腹膜炎症の治療への応用 (2022)
  • Inventor(s): 北村和雄、水野正司、金恒秀
  • Industrial Property Rights Holder: 東海国立大学機構
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2022
• [Patent(Industrial Property Rights)] アドレノメジュリン、およびその派生物による腹膜炎症の治療への応用 (2022)
  • Inventor(s): 北村和雄、水野正司、金恒秀
  • Industrial Property Rights Holder: 東海国立大学機構
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2022