プロスタサイクリン欠損による腎血管障害発症機序の解明と改善・予防へのアプローチ

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K00890
• Research Institution: Kanagawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 横山 知永子 神奈川工科大学, 応用バイオ科学部, 教授 (90200914)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: プロスタサイクリン / PGI2 / 腎障害

Outline of Annual Research Achievements

n-6系必須多価不飽和脂肪酸のアラキドン酸にシクロオキシゲナーゼによる酸素添加によって生じたプロスタグランジン（PG）H2は、特異的なPG最終合成酵素によってさまざまな構造のPGへ変換される。これらのPGのうちプロスタサイクリン（PGI2）は、PG最終合成酵素の1つであるPGI2合成酵素によってPGH2から産生され、心血管系の恒常性維持に重要なはたらきを担う生理活性脂質である。PGI2合成酵素の遺伝子を破壊したマウスはPGI2欠損状態となり、加齢に伴い慢性腎臓病様の腎障害を発症する。本研究では、PGI2欠乏が惹起する腎血管障害についてPGI2欠損マウスを用いて解析し、① 障害の発症機序に関わる情報伝達経路、② 腎および血管保護作用におけるPGI2とアディポネクチンとの関連性、③ n-3系多価不飽和脂肪酸による病態改善・予防効果を明らかにすることを目的とし、加齢や生活習慣病に伴う腎血管障害の改善と予防へのアプローチの基盤としたい。
PGI2合成酵素遺伝子破壊のヘテロ接合体では、ホモ接合体で認められる腎障害は組織学的には観察されない。昨年度、加齢マウスの腎臓における炎症性サイトカインのmRNA発現レベルを調べた結果、野生型と比較してヘテロ接合体で優位な発現上昇が観察された。そこで他の臓器についても検討したところ、肝臓では野生型とヘテロ接合体マウスで炎症性サイトカインの発現レベルに差は見られなかった。ヘテロ接合体マウスのPGI2産生量には、野生型と比較して組織によって異なる可能性が考えられるため、組織別のPGI2産生量とあわせて引き続き詳細な検討を行っている。
培養細胞を用いてn-3系多価不飽和脂肪酸による炎症抑制作用を検討したところ、EPA含有培地で培養維持した3T3-L1由来脂肪細胞では、炎症性アディポサイトカインの発現に低下傾向がみとめられた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

動物を用いた実験では、大規模な遺伝子改変マウスの繁殖・飼育が困難なために時間がかかっているが、可能なところから解析を進めている。動物を用いた実験とともにn-3系多価不飽和脂肪酸による腎血管障害の病態改善および予防効果を調べる目的で、培養細胞を用いてエイコサペンタエン酸（EPA）摂取が腎血管障害惹起に与える影響について検討を進めている。

Strategy for Future Research Activity

PGI2欠損マウスの腎血管障害の発症について、腎障害が視覚的には確認できない加齢ヘテロ接合体マウスと野生型マウスとの間で、組織臓器によって炎症関連因子の発現に違いが見出されたため、ヘテロ接合体マウスと野生型の組織別のPGI2産生量とあわせて引き続引き続き解析を進め、まとめを行う。
エイコサペンタエン酸（EPA）摂取がPGI2欠損マウスの腎血管障害に与える影響については、繁殖飼育に時間がかかっているが、集まった検体から順に腎血管障害発症・進展抑制効果の評価を行う予定である。
腎血管障害にEPAが与える効果を細胞レベルで検討するために、線維芽細胞、血管系細胞を用いたEPAおよびEPAの添加実験等により、細胞の炎症や線維化に対する影響を調べる。さらにPGI2（あるいはPGI2の膜受容体や核内受容体のアゴニスト）の存在下あるいは非存在下に、アディポネクチン（APN）を添加し、CRP、 IL-6、コラーゲンの産生やmRNA発現レベルを測定し、炎症や線維化に対する保護作用に変化が認められるかを検討する。
脂肪細胞に分化誘導させた3T3-L1細胞を用いた解析はすでに進めているので、APN発現レベルが上昇している状態での共培養を試みる予定である。

Causes of Carryover

購入を予定していた消耗品の入荷時期が不明となったため、次年度に購入することとなった。予定の消耗品の購入に使用する。また、助成金は主に試薬をはじめとする消耗品等必要物品の購入、旅費等に使用予定である。