2017 Fiscal Year Annual Research Report
Search for uremia suppressive therapeutics based on investigation on role of sulfate-conjugated uremic solutes in development and pregoression of kidney injury
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17H04104
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
齋藤 秀之 熊本大学, 医学部附属病院, 教授 (40225727)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
城野 博史 熊本大学, 医学部附属病院, 准教授 (40515483)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 腎障害 / 慢性腎臓病 / 尿毒症物質 / 硫酸転移酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Sult1a1欠損マウスにおいて，シスプラチン投与に伴う血清及び腎組織中インドキシル硫酸（IS）蓄積が対照マウスに比較して顕著に低減すること，それに伴い腎機能および腎組織内酸化ストレスの蓄積が抑制され，組織障害も軽減されることが判明した．さらに，シスプラチンを投与したSult1a1欠損マウスに，ISを追加投与することにより腎組織中の酸化ストレス蓄積が亢進し，組織病変並びに機能障害が増強（再現）されることを確認した．Sult1a1欠損マウスにおいて，IS蓄積の減少に伴い，インドキシルグルクロナイドの産生が亢進することが観察され，ISの産生（硫酸抱合活性）が抑制された肝内環境においてはグルクロン酸抱合反応が代替的に亢進していることが判明した．肝組織におけるSultアイソフォームのmRNA発現量を比較精査した結果，対照マウス肝においてSult1a1はシスプラチン投与に伴い発現亢進が認められたが，Sult1a1欠損マウス肝組織では発現亢進は観察されなかった．シスプラチン誘発急性腎障害時のIS蓄積上昇の要因として肝Sult1a1の発現亢進が関与すること，シスプラチンによる直接的もしくは尿細管障害を介した二次的影響により肝Sult1a1を誘導する可能性が推察された．
腎虚血再灌流処置をしたSult1a1欠損マウスでは，IS追加投与により血清および腎組織中IS蓄積の顕著な亢進が認められた．さらに，腎虚血再灌流処置をしたSult1a1欠損マウスでは，IS追加投与に伴いBUNおよび血清クレアチニンの上昇が観察され，急性期腎障害進展にISが増悪因子として関与していることが判明した．また，虚血再灌流誘発急性腎障害に伴い腎線維化関連因子の遺伝子発現の増加が観察され，この現象にISが活性化因子として関与していること，急性腎障害後の線維化形成過程においてISが増幅的に寄与している可能性が示唆された．
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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
硫酸転移酵素Sult1a1を遺伝的に欠損したノックアウトマウスSult1a1(-/-)を用い、虚血再灌流処置並びに抗がん剤シスプラチン等の薬剤投与による急性腎障害惹起試験を実施し、腎臓の機能的障害・病理的損傷を中心とする病態情報、血液・組織中の硫酸抱合型尿毒素の蓄積変化、血清・腎組織中の酸化ストレス発生変化、酸化ストレス防御反応、腎線維化・尿細管障害等の分子・病理的変化等について、対照動物と比較精査することにより基礎データを集積した。いずれの急性腎障害モデルマウスにおいても、Sult1a1欠損により腎障害の軽減・防御効果が明確に観察され、インドキシル硫酸が障害増悪・進展因子として直接的に関与していることをはじめて見出した。H29年度は、概ね期初の計画通りに研究展開しており、得られた新規成果を踏まえて次年度の計画を予定通り遂行する予定である。
既に確立したインドキシル硫酸産生系を用いたin vitroスクリーニング法（特許取得済み）を活用し、共同研究提携企業が保有する化合物ライブラリから定性的・定量的にSult1a1阻害活性を示す化合物を探索し、シーズとなる候補薬物の選定試験を展開する。本スクリーニング法はp-クレジル硫酸の産生活性にも応用可能であることを既に検証済みである。本スクリーニング系は、肝臓より遠沈・分離によりS9画分を精製した後、インドールもしくはp-クレゾール添加による尿毒素の代謝・産生活性を定量測定する反応系である。β-NADPH（還元型ピリジンヌクレオチド）やPAPS（ホスホアデノシンホスホ硫酸）の添加条件等の設定は確立済みである。インドキシル硫酸と同時に、CYP2E1／CYP2A6により産生されるインドキシル、インドキシルグルクロン酸抱合体（インドキシルのエスケープ抱合体）についても定量測定する。
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| Strategy for Future Research Activity |
Sult1a1欠損マウスを用い、腎障害惹起性薬剤アデニンの投与（経口投与）による慢性腎臓病の病態モデルを作成し、腎機能・組織変化について比較精査を行う。本疾患モデルマウスは、CKD類似病態形成に概ね8-9週間程度を要するため、経口投与期間、投与量・投与間隔等の投与条件並びに血清・組織採取スケジュールの綿密な試験設定を行う。対照C57BL/6マウスおよびホモ接合体Sult1a1欠損マウスを用い、生理食塩水投与のみ行う対照マウス（C57BL/6,コントロール群）、アデニン投与マウス（慢性腎臓病モデル群）の各グループを作成する。
Sult1a1欠損マウスにおける腎機能変動、抗酸化ストレス防御転写因子Nrf2の活性化現象、腎組織障害の改善度並びに毒性の評価を行う。特に、評価項目として血清中並びに組織中インドキシル硫酸及びp-クレジル硫酸濃度、腎機能マーカー（血清クレアチニン（sCr）、血清尿素窒素(BUN)）、腎障害関連バイオマーカー（Kim-1、Ngal、L-FABP、尿中アルブミン）、肝障害マーカー（AST,ALT）について比較精査を行う。インドキシル硫酸の腎不全進展作用を確認するため、比較対象としてAST-120（クレメジン）を用いて比較試験を実施し、腎機能保護効果及び腎障害進展度について検証する。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Population Pharmacokinetics and Adverse Events of Erlotinib in Japanese Patients with Non-small-cell Lung Cancer: Impact of Genetic Polymorphisms in Metabolizing Enzymes and Transporters.2018
Author(s)
Endo-Tsukude C, Sasaki JI, Saeki S, Iwamoto N, Inaba M, Ushijima S, Kishi H, Fujii S, Semba H, Kashiwabara K, Tsubata Y, Hayashi M, Kai Y, Saito H, Isobe T, Kohrogi H, Hamada A.
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Journal Title
Biol Pharm Bull
Volume: ４１
Pages: ４７－５６
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A novel central nervous system-penetrating protease inhibitor overcomes human immunodeficiency virus 1 resistance with unprecedented aM to pM potency.2017
Author(s)
Aoki M, Hayashi H, Rao KV, Das D, Higashi-Kuwata N, Bulut H, Aoki-Ogata H, Takamatsu Y, Yedidi RS, Davis DA, Hattori SI, Nishida N, Hasegawa K, Takamune N, Nyalapatla PR, Osswald HL, Jono H, Saito H, Yarchoan R, Misumi S, Ghosh AK, Mitsuya H.
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Journal Title
Elife
Volume: １７
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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