ストローマ細胞に着目した慢性腎不全に伴う免疫不全および造血障害の機序解明

• Project/Area Number: 22K15907
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: 浅野 達雄 東京女子医科大学, 医学部, 博士研究員 (60708080)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 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: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: ストローマ細胞 / 慢性腎不全

Outline of Research at the Start

腎臓は体内の老廃物を体外に排出する重要な臓器であり、慢性腎不全は全身の器官に影響する多彩な合併症を呈する。小児では免疫系が未熟である点や腎移植準備期間である点を考慮して、成人とは異なる視点での腎不全管理を要する。小児期の管理で問題となる免疫不全と造血障害は、代謝異常による組織微小環境の変化という共通の病態で説明できる可能性がある。本研究ではストローマ細胞を介した組織微小環境（骨髄およびリンパ節）の変化を腎不全マウスモデルを用いて解析し、合併症の機序解明に取り組む。並行して収集する小児慢性腎不全患者のデータと擦り合わせ、小児慢性腎不全合併症の治療法と予防法の確立を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

腎臓は体内の老廃物を体外に排出する重要な臓器であり、慢性腎不全は全身の器官に影響す る多彩な合併症を呈する。小児では免疫系が未熟である点や腎移植準備期間である点を考慮 して、成人とは異なる視点での腎不全管理を要する。小児期の管理で問題となる免疫不全と造血障害は、代謝異常による組織微小環境の変化という共通の病態で説明できる可能性があ る。近年、骨髄およびリンパ節におけるストローマ細胞の重要性が指摘されているが、腎不全などの全身性の代謝異常との関連性に関しては報告に乏しい。本研究ではストローマ細胞 を介した組織微小環境(骨髄およびリンパ節)の変化を腎不全マウスモデルを用いて解析し、 合併症の機序解明に取り組むことを計画した。本年度は骨髄間葉系細胞であるCAR細胞をCXCL12-GFP mice用いて腎不全時の変化を解析した。さらにCAR細胞の造血幹細胞ニッチとしての機能を評価するために、造血幹細胞分化経路をフローサイトメトリーで評価した。一方で、リンパ節ストローマ細胞 (MRC, FRC, LEC, BEC, FDCなど)に関しても解析手法を確立し、フローサイトメトリー免疫蛍光染色を用いて評価した。また腎不全時における代謝内分泌評価のためにGH, IGF, IGFBPs, PTHの血中濃度をELISA法で評価したところ、必ずしもヒトでの報告とは一致していなかったため、動物実験における傾向を考慮する必要があることがわかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

アデニン投与腎不全マウスモデルを確立した。骨髄間葉系細胞であるCAR細胞をCXCL12-GFP mice用いて腎不全時の変化を解析した。CAR細胞だけでなく、骨及び骨髄に存在する血球系細胞や骨芽細胞・骨細胞・軟骨細胞などの全ての細胞を解析できるように骨・骨髄の組織処理を検討し、解析した。またリンパ節ストローマ細胞 (MRC, FRC, LEC, BEC, FDCなど)に関しても解析手法を確立した。また骨髄組織やリンパ節を評価するための組織学的評価方法を確立した。骨の形態を評価するためにマイクロCTによる大腿骨の解析も行なった。また腎不全時における代謝内分泌評価のためにGH, IGF, IGFBPs, PTHの血中濃度をELISA法で評価した。

Strategy for Future Research Activity

Cre-loxP systemを用いてリンパ節ストローマ細胞特異的なconditional mouseを作製できる遺伝子改変マウスを作製中である。
CAR細胞は骨芽細胞・軟骨細胞・脂肪細胞への分化能を持つため以下の検証をする。(i)マウスのCAR細胞自己複製能・分化能を慢性腎不全マウス血清培養条件下に 解析する。(ii) CAR細胞を慢性腎不全モデルマウスに移植し分化能を解析する。(iii)慢性腎不全マ ウス血清をゲル濾過クロマトグラフィー・イオン交換クロマトグラフィー等によって分画化し、CAR細 胞に添加して、分化に異常をもたらす分画を特定し、遺伝子変化をRNA-seqによって網羅的に解析 する。(i)-(iii)の解析によって原因尿毒症惹起物質と、尿毒症惹起物質の標的因子候補を選出する。 同様にリンパ節ストローマ細胞に対しても培養条件下に尿毒症惹起物質の影響を検証する。