| Project/Area Number |
22K19524
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
菅波 孝祥 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (50343752)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | マクロファージ / 糖脂質 / 急性腎障害 / 慢性炎症 / 尿細管上皮細胞 / 細胞死 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、死細胞センサーのMincleに着目して、障害尿細管における脂質代謝変容がどのようにして内因性Mincleリガンドの産生に繋がり、急性腎障害の慢性化に働くかを明らかにする。内因性Mincleリガンドのβ-GlcCerは、ゴーシェ病等の遺伝性難病において蓄積するが、非遺伝性疾患における産生制御機構は全く分かっていない。本研究の成果により、死にゆく細胞が能動的な代謝変化を介して周囲の細胞にメッセージを発信することが明らかになり、新たな細胞間ネットワークのプロトタイプになると期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々の体内では、毎日数千億個の予めプログラムされた細胞死（アポトーシス）が生じ、マクロファージ等の貪食細胞により処理されている。一方、ネクローシス型の細胞死は、細胞死に伴って細胞内成分を細胞外に放出することで周囲の免疫細胞に炎症を惹起する。近年、新しい細胞死の様式が次々と報告され、炎症慢性化における意義が注目されているが、死細胞側の細胞内代謝については注意が払われてこなかった。研究代表者はこれまでに、マクロファージに発現する自然免疫センサーMincleが、急性腎障害における壊死尿細管を感知して炎症慢性化に働き、腎萎縮をもたらすことを見出した。この時、壊死尿細管にβ-グルコシルセラミド（β-GlcCer）が過剰に蓄積し、内因性リガンドとしてMincleを活性化することで炎症慢性化に働くことを報告した。本研究では、死にゆく細胞において脂質代謝がどのように変容してβ-GlcCerが蓄積するのかを解明し、炎症慢性化における意義を明らかにする。昨年度に引き続き本年度も、β-GlcCer代謝酵素Aに着目して検討を行った。Cre-loxPシステムを用いて、時期特異的に近位尿細管上皮細胞において代謝酵素Aを欠損する遺伝子改変マウスを新たに作出した。本マウスにより、代謝酵素Aが腎臓において近位尿細管上皮細胞に特異的に発現すること、代謝酵素Aを欠損することで多数の代謝酵素により制御されるβ-GlcCerが蓄積することなどを見出した。現在、本マウスに対して急性腎障害モデルを作製し、腎障害に及ぼす影響を検討している。また、野生型マウスに種々の急性腎障害モデルを作製し、代謝酵素Aの発現変化とβ-GlcCer蓄積量の相関を検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上述のように、Cre-loxPシステムを用いて、時期特異的に近位尿細管上皮細胞において代謝酵素Aを欠損する遺伝子改変マウスの作出に成功した。β-GlcCerは生体に必須の糖脂質のため、すべての細胞に存在するとともに、多数の代謝酵素が存在して、複雑に制御されている。その中で、代謝酵素Aを時期特異的に欠損する本マウスを用いることで、近位尿細管上皮細胞の代謝酵素Aが腎臓全体のβ-GlcCer量の制御に中心的な役割を担うことが初めて明らかになった。このことは、腎臓全体から脂質を抽出して薄層クロマトグラフィで解析したことに加えて、LC-MS解析や質量分析イメージングなど複数の解析手法で確認した。また、網羅的な質量分析解析を行うことで、代謝酵素Aを欠損すると、単にβ-GlcCerにとどまらず、グロボ系糖脂質など多彩な糖脂質に変化が及ぶことを見出した。さらに、質量分析イメージング解析を実施することで、このような糖脂質の変化が近位尿細管上皮細胞において生じていることを確認した。以上より、本研究は現在まで順調に進捗していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までに、代謝酵素Aの遺伝子改変マウスの作出に成功し、正常状態における代謝酵素Aの意義を明らかにすることができた。現在、本マウスに対して種々の急性腎障害モデルを作製しており、腎障害の程度や遷延化に及ぼす影響を検討している。本研究の契機となった虚血再灌流障害モデルに加えて、葉酸負荷、シスプラチン負荷などの急性尿細管壊死モデルを予定している。これらは急性腎障害の誘導機序が異なるが、近位尿細管上皮細胞が障害を受ける点で一致しており、代謝酵素Aの発現低下が共通に認められるかどうかを検証する予定である。代謝酵素Aの欠損マウスで急性腎障害を作製し、表現型に変化を確認できた場合は、網羅的な質量分析解析や質量分析イメージングを駆使して、糖脂質代謝変容の全貌を明らかにする。また、本マウスに対してMincle欠損マウスの骨髄移植を実施し、急性腎障害における表現型のどの部分がMincleを介するかを明らかにする。従来、DAMPsの同定やDAMPs産生制御機構に関する報告はほとんどなかったため、本マウスの解析により全く新しい知見が得られるものと期待される。
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