プロテアーゼおよび酸化ストレスによるヴィシャスサイクルメカニズムの解明

• Project/Area Number: 24591207
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Kidney internal medicine
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 白石 直樹 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 助教 (40423660)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2012: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: セリンプロテアーゼ / プロスタシン / 線維化 / 酸化ストレス / 腎不全 / 糖尿病 / インスリン抵抗性 / 腎障害

Outline of Annual Research Achievements

2012年度、慢性腎不全モデルに合成セリンプロテアーゼ阻害薬であるcamostat mesilate（CM）を投与し、セリンプロテアーゼが線維化の促進を介して腎不全を進行させている可能性を示した。セリンプロテアーゼの腎線維化における役割を詳細に検討するために、尿細管間質の線維化モデルである慢性片側尿管結紮（UUO）ラットを用いてCMの効果を検討したところ、CM投与群では優位に腎線維化が改善した。その機序としては、CMはマクロファージ浸潤やTGF-β産生ではなく、線維芽細胞におけるTGF-β受容体活性化あるいはそれ以降のシグナリングを抑制することにより腎線維化を抑制していた。驚くべきことに、このCMの腎線維化抑制作用は、UUO作成後7日目にCM投与を開始した群、すなわちある程度腎線維化が進行した群においても効果を示し、CMが実臨床においても腎不全に対する新しいクラスの薬剤となる可能性が示された（Am J Physiol F173-181, 2013）。
また、我々は、セリンプロテアーゼの一つであるプロスタシンが肝臓に多く発現していることに着目し、肝臓におけるプロスタシンの生理的役割を検討した。肥満により肝プロスタシンの発現は低下する。肝臓特異的にプロスタシン遺伝子を欠損させたマウスは糖尿病を発症したが、その機序として、プロスタシンはリポ多糖（LPS）の受容体であるToll様受容体4（TLR4）を切断することにより肝臓に過度な炎症が生じることを抑制する生理的役割を持っており、プロスタシン欠損により肝臓に炎症が生じてインスリン抵抗性が低下し、糖尿病発症につながることが分かった。肝プロスタシンの発現低下が、肥満における糖尿病発症において重要な役割を果たしていることが解明されたという点において、臨床的にも非常に重要な発見となった（Nat Commun, 2014）。

Research Products

• [Journal Article] The serine protease prostasin regulates hepatic insulin sensitivity by modulating TLR4 signalling. (2014)
  • Author(s): Uchimura K, Hayata M, Mizumoto T, Miyasato Y, Kakizoe Y, Morinaga J, Onoue T, Yamazoe R, Ueda M, Adachi M, Miyoshi T, Shiraishi N, Ogawa W, Fukuda K, Kondo T, Matsumura T, Araki E, Tomita K, Kitamura K.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 11 Issue: 1 Pages: 3428-3428
  • DOI: 10.1038/ncomms4428
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Amyloid A amyloidosis in a Japanese patient with familial Mediterranean fever associated with homozygosity for the pyrin variant M694I/M694I (2014)
  • Author(s): Nakamura T, Migita K, Ando Y, Takaoka H, Suzushima H, Shiraishi N
  • Journal Title: Mod Rheumatol Volume: 24 Issue: 2 Pages: 349-352
  • DOI: 10.3109/14397595.2013.852844
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prevalence and risk factor analysis of nephrosclerosis and ischemic nephropathy in the Japanese general population (2013)
  • Author(s): Shiraishi N, Kitamura K, Kohda Y, Iseki K, Tomita K
  • Journal Title: Clin Exp Nephrol Volume: Epub ahead of print
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The antifibrotic effect of a serine protease inhibitor in the kidney (2013)
  • Author(s): Morinaga, J., Kakizoe, Y., Miyoshi, T., Onoue, T., Ueda, M., Mizumoto, T., Yamazoe, R., Uchimura, K., Hayata, M., Shiraishi, N., Adachi, M., Sakai, Y., Tomita, K., and Kitamura, K.
  • Journal Title: Am. J. Physiol. (Renal Physiol.) Volume: 305 Issue: 2 Pages: F173-F181
  • DOI: 10.1152/ajprenal.00586.2012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of a serine protease inhibitor on the progression of chronic renal failure (2012)
  • Author(s): Hayata, M., Kakizoe, Y., Uchimura, K., Morinaga, J., Yamazoe, R., Mizumoto, T., Onoue, T., Ueda, M., Shiraishi, N., Adachi, M., Miyoshi, T., Sakai, Y., Tomita, K., and Kitamura, K.
  • Journal Title: Am. J. Physiol. (Renal Physiol.) Volume: 303 Issue: 8 Pages: F1126-F1135
  • DOI: 10.1152/ajprenal.00706.2011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In vivo contribution of serine proteases to the proteolytic activation of γENaC in aldosterone-infused rats (2012)
  • Author(s): Uchimura, K., Kakizoe, Y., Onoue, T., Hayata, M., Morinaga, J., Yamazoe, R., Ueda, M., Mizumoto, T., Adachi, M., Miyoshi, T., Shiraishi, N., Sakai, Y., Tomita, K., and Kitamura, K.
  • Journal Title: Am. J. Physiol. (Renal Physiol.) Volume: 303 Issue: 7 Pages: F939-F943
  • DOI: 10.1152/ajprenal.00705.2011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Amyloid A amyloidosis in a Japanese patient with familial Mediterranean fever associated with homozygosity for the pyrin variant M694I/M694I (2012)
  • Author(s): Nakamura T
  • Journal Title: Modern Rheumatology Volume: Published on line
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Case of anti-glomerular basement membrane abntibody-induced glomerul onephritis with cytomegalovirus-induced thrombotic microangiopathy (2012)
  • Author(s): Shiraishi-N, et al
  • Journal Title: Intern Med J Volume: 42(3) Issue: 3
  • DOI: 10.1111/j.1445-5994.2011.02703.x
  • Peer Reviewed
• [Presentation] CKDに対するメシル酸カモスタット（CM）とARBの腎保護効果の検討 (2013)
  • Author(s): 植田美紀、内村幸平、成田勇樹、水本輝彦、尾上友朗、山添リカ、森永潤、早田学、白石直樹、實吉拓、安達政隆、酒井芳紀、冨田公夫、北村健一郎
  • Organizer: 第56回日本腎臓学会学術総会
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム
• [Presentation] 維持血液透析患者における血清Angptl2値と動脈硬化の関係 (2013)
  • Author(s): 山添リカ、森永潤、内村幸平、早田学、尾上友朗、水本輝彦、植田美紀、安達政隆、白石直樹、實吉拓、田尻宗誠、尾池雄一、冨田公夫、北村健一郎
  • Organizer: 第56回日本腎臓学会学術総会
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム
• [Presentation] 慢性腎不全に対するセリンプロテアーゼインヒビターの効果
  • Author(s): 早田学
  • Organizer: 第55回日本腎臓学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] メタボリックシンドローム（Mets）における腎障害進展へのセリンプロテアーゼ（SP）の関与
  • Author(s): 水本輝彦
  • Organizer: 第55回日本腎臓学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜