Development of gene therapy by tubule cell death regulation for post-traumatic AKI (acute kidney injury)

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K10991
• Research Institution: Wakayama Medical University
• Principal Investigator: 上田 健太郎 和歌山県立医科大学, 医学部, 講師 (20438279)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木田 真紀 和歌山県立医科大学, 医学部, 講師 (00326381) ; 米満 尚史 和歌山県立医科大学, 医学部, 助教 (80382331)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: AKI / アポトーシス / オートファジー / Bcl-2遺伝子 / HGF遺伝子 / HVJ Envelope vector

Outline of Annual Research Achievements

重症外傷術後などに発症する急性腎障害（AKI）は尿細管細胞死が主な病態であるが、アポトーシス以外の機序はまだはっきりしていない。そのため一度発症すると非常に高い治療抵抗性を示し、AKI発症・進行の機序解明と新規AKI治療の開発が必要である。そこで今回、虚血再潅流モデルを用いてAKI重症度・AKI発症からの時期に応じてどのようなタイプの細胞死（アポトーシス、オートファジー、あるいはネクローシス）が関連しているのかを明確にする。次にすべてのタイプの細胞死を制御するBcl-2遺伝子治療の効果を検討し、さらに腎細胞を増殖・再生するHGF遺伝子併用投与の相乗効果を検討する。また、今回の遺伝子治療中にオートファジー阻害剤を投与することで、オートファジーのAKIに対する機序を鮮明にする。
HVJ Envelope vector KITを用いてBcl-2 expression HVJ Envelope vectorとHGF expression HVJ Envelope vectorを作製した。これらを腎皮質集合管細胞由来のM1細胞にtransfectionし、Bcl-2あるいはHGFの発現増強効果を確認した。腎虚血再潅流モデルはWistarラットを用いて両側腎門部の腎動静脈を露出し、動脈クリップを用いてクランプすることで作製した。50分クランプを軽症モデル、100分クランプを重症モデルとして有用であることを確認した後、in vivo実験を行った。Bcl-2遺伝子を投与した群ではコントロール群と比較して明らかにアポトーシスとオートファジーを共に抑制して腎機能悪化は軽度であった。さらに、これにHGF遺伝子投与を併用することでAKIほ重症モデルにおいてもほぼ制御することが可能でった。現在、オートファジー阻害剤を投与することでオートファジーのAKIに対する作用機序の解明を進めている。