腎移植後拒絶反応の診断および治療効果予測のための革新的新規バイオマーカーの創出

• Project/Area Number: 22K09500
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56030:Urology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田中 亮 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (60909654)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山中 和明 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (10648017) ; 谷口 歩 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (10845225) ; 野々村 祝夫 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30263263) ; 難波 倫子 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (30734420) ; 今村 亮一 大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (40456976) ; 中澤 成晃 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (80759530) ; 阿部 豊文 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (90750894)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 尿中エクソソーム / liquid biopsy / 腎移植 / cfDNA / リッキドバイオプシー / 新規バイオマーカー

Outline of Research at the Start

腎移植術後は様々な原因による移植腎障害により不可逆的な移植腎廃絶に至る可能性も有する。特に移植腎拒絶は診断や治療の遅延が腎廃絶に直結する病態であり、早期の診断、治療介入が求められる。現在、移植腎拒絶の診断には移植腎生検が施行されるが、高侵襲であり頻回の施行は困難である。そこで、移植腎生検より簡便で、再現性が高く、低侵襲なバイオマーカーの探索が急務である。本研究では、移植腎障害の際に増加されるとされているドナー由来の血中遊離DNAに着目し、そのモニタリング、並びに遺伝子プロファイリングを通じて、移植腎拒絶反応の早期診断および予後予測を目的としたバイオマーカーの創出をめざす。

Outline of Annual Research Achievements

腎移植後拒絶反応は診断や治療の遅延が腎廃絶に直結する病態であり、早期の診断、治療介入が求められる。現在移植腎拒絶反応の診断には移植腎生検が施行さ れるが、高侵襲であり頻回の施行は困難である。移植腎生検より簡便で、再現性が高く、低侵襲なバイオマーカーの探索が急務である。本研究では、移植腎障害 の際に増加されるとされているドナー由来の遊離DNAに着目し、そのモニタリングを通じて、移植腎拒絶反応の早期診断および予後予測を目的としたバイオマーカーの創出をめざす。
当初我々はレシピエント血液中を循環するドナー由来の血中遊離DNA(donor-derived cell-free DNA(dd-cfDNA))に着目し、CareDx社AlloSureを用いてdd-cfDNAを 測定する予定であった。しかしながら、輸送費、測定費の高騰により、統計学的検討に耐えうる検体数の測定が困難となった。 そこで我々は尿中cfDNAに着目し、尿中cfDNAの抽出を試みたが、検体の長期保存によるDNA分解によるものか、再現性を持った抽出が困難であった。次に我々は尿中エクソソームに注目した。エクソソームは、細胞から分泌される直径50-150 nmの顆粒状の物質であり、内部には由来細胞の核酸やタンパク質など細胞内の物質を含んでいるとされている。その核酸情報を解析することで、移植腎機能障害に対するバイオマーカーの創出が可能であると考えた。我々はこれまで自施設にて腎移植を受けた患者から急性拒絶反応と診断された患者を抽出し、腎機能や病理組織学的所見を含めた患者プロファイルを構築した。現在、患者尿から尿中エクソソーム、ならびにエクソソームからのmRNAの抽出技術の確立を目指している。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

レシピエント血液中を循環するドナー由来の血中遊離DNA(donor-derived cell-free DNA(dd-cfDNA))に着目し、CareDx社AlloSureを用いてdd-cfDNAを測定する予定であった。しかしながら、測定費の高騰により、統計学的検討に耐えうる検体数の測定が困難となった。また、我々は尿中cfDNAに着目し、尿中cfDNAの抽出を試みたが、検体の長期保存によるDNA分解によるものか、再現性を持った抽出が困難であった。

Strategy for Future Research Activity

我々はこれまで自施設にて腎移植を受けた患者から急性拒絶反応と診断された患者の尿中エクソソーム、ならびにそのエクソソーム内のmRNAの抽出を進めている。今後次世代シークエンサーを用いて正常腎移植患者と急性拒絶反応と診断された患者の尿中エクソソームから抽出したmRNAの遺伝子プロファイルを比較し、移植腎拒絶反応や移植腎予後に対してより精度の高いバイオマーカーを同定する。