腎不全及び糖尿病合併症の発症機序としての3-デオキシグルコソンによる細胞機能異常

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11470216
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 丹羽 利充 名古屋大学, 医学部, 助教授 (20208268)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮崎 高志 名古屋大学, 医学部, 医員
• Keywords: 3-デオキシグルコソン / 腎不全 / 糖尿病 / グルタチオンペルオキシダーゼ / 酸化ストレス

Research Abstract

腎不全患者および糖尿病患者においては、血清3-DG濃度が高値を示すのみでなく、赤血球中の3-DG濃度も増加している。特に糖尿病合併腎不全患者の赤血球中の3-DGの由来として、主にポリオール経路が関与していることが明らかになった。赤血球内の3-DGは、ポリオール経路の代謝物であるフルクトースおよびフルクトース-3-リン酸から主に生成していると考えられる。細胞内のAGEの生成は、細胞内蛋白のAGE化により細胞機能異常を来す可能性がある。糖尿病性腎不全患者に対してアルドース還元酵素阻害薬(エパルレスタット、150mg/日)を8週間投与したところ、赤血球内においてソルビトール、フルクトースの生成を減少させる結果、3-DGの生成を低下させイミダゾロンの産生を減少させた。3-デオキシグルコソン(3-DG)の生物活性として、1)heparin-binding epidermal growth factor-like growth factorの誘導、2)アポトーシスの誘導、3)細胞増殖抑制作用、4)グルタチオン還元酵素の不活化、5)グルコース代謝関連酵素活性阻害作用などが報告されている。我々は、3-DGの生物活性としてグルタチオンペルオキシダーゼの活性を低下させることを明らかにした。腎不全患者、糖尿病患者では赤血球中の3-DG濃度が増加しているため、赤血球内のグルタチオンペルオキシダーゼの活性を低下させ、赤血球内のH_2O_2の処理を低下させ赤血球内の酸化ストレスを亢進させていると考えられる。

Research Products

• [Publications] Tsukushi, S.: "Increased erythrocyte 3-DG and AGEs in diabetic hemodialysis patients: Role of the polyol pathway."Kidney Int. 55. 1970-1976 (1999)
• [Publications] Hammes, H-P: "Differential accumulation of advanced glycation end products in the course of diabetic retinopathy."Diabetologia. 42. 728-736 (1999)
• [Publications] Niwa, T.: "3-Deoxyglucosone: Metabolism, analysis, biological activity and clinical implication."J Chromatogr. 731. 23-36 (1999)
• [Publications] Tsukushi, S.: "Gas chromatographic/mass spectrometric analysis of erythrocyte 3-deoxyglucosone in hemodialysis patients."J Chromatogr. 731. 37-44 (1999)