腎虚血再灌流、低酸素負荷マウスにおける脳腎関連の分子メカニズムの解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K19470
• Research Institution: Tokyo Medical University
• Principal Investigator: 平野 麻子 (権藤麻子) 東京医科大学, 医学部, 助教 (70385079)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 腎虚血再灌流 / 脳腎連関

Outline of Annual Research Achievements

近年提唱されているMulti-organ interactionの１つとして、腎臓と遠隔臓器とのシグナルネットワークが関与すると考えられている。中枢神経と腎臓との関連、すなわち脳腎関連ネットワークについては今まで詳細な検討はなされていなかったが、一例として特に脳梗塞患者の予後と腎機能との関連や、認知機能と腎機能との相関について有意に関連するとの報告が複数なされ、さらに腎虚血再灌流モデルにおいて腎臓の組織障害に付随して中枢神経系においても炎症性サイトカインの上昇や血管内皮細胞への影響も報告された。しかし、腎臓の虚血による血管臓器障害が遠隔臓器である脳神経において神経細胞死や炎症を誘導するメカニズムについては未知のままであった。本研究では、腎虚血再灌流モデルマウスを用い、脳腎関連シグナルの分子機構解明を目的とし研究を実施した。本モデルはマウスの両側腎動脈を60分クリッピングにより虚血した後に血流を再開し、再灌流することによりヒト虚血性急性腎障害モデルを模倣する疾患モデルである。本モデルでは再灌流後24時間で血中BUNおよびCrの有意な上昇を認め、急性腎障害を呈することを確認した。次に遠隔臓器である大脳における腎虚血再灌流の影響について検討を行い、再灌流後24時間で摘出固定した同モデルマウスの大脳を用いた免疫組織学的検討により、大脳皮質および海馬CA1領域およびCA3領域まで広範に、抗Iba1抗体陽性のミクログリアの浸潤を観察したが、ミクログリアの浸潤および神経細胞死は個体によって大きな差を認めた。アクアポリン4やβジストログリカン発現においても検討したが、同様に大きな個体差を認めた。抜脳前の心臓採血の影響を鑑み、採血法を変更するなど実験条件を変更の上、生化学的解析および免疫組織学的解析を継続している。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

急性腎障害モデルの樹立には成功しているが、実験条件を変更するも先行研究のような神経学的異常を同モデルにおいて十分に観察できていない。
また、研究者の体調の問題も加わり遅れている。

Strategy for Future Research Activity

今後、慶応医学薬理学教室にて研究を継続することで実験環境の拡充とエフォートを確保する。組織摘出までの実験条件を変更の上、網羅的mRNA解析や定量的PCR法を用い、遺伝子レベルでの変化および蛋白レベルでの変化について解析を進め、それによって得られた結果をもとに、免疫組織学的な解析をすすめ、腎虚血時における神経血管ユニットの病態変化の解明を図る。また、炎症性サイトカインの各種阻害剤を用いて、急性腎虚血再灌流後に起こる中枢神経系機能異常に対する実験的治療を試みる。

Causes of Carryover

同施設内で使用可能な消耗品および実験動物の提供があったこと、研究者の体調不良があり研究が遅れたため、予定より助成金使用額が減じた。
今後、網羅的mRNA解析や定量的PCR法を行うための試薬、免疫組織学的な解析をすすめるための各種抗体、炎症性サイトカイン測定のための試薬を購入し実験をすすめていく。またサイトカインの各種阻害剤を用いて急性腎虚血再灌流後に起こる中枢神経系機能異常に対する実験的治療を試みる。