2018 Fiscal Year Research-status Report

The role and regulatory mechanism of arginase 2 for acute kidney injury

Research Project

Project/Area Number	17K09701
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	鳥巣久美子九州大学, 医学研究院, 准教授 (20448434)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	鶴屋和彦奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (20372740) 升谷耕介福岡大学, 医学部, 准教授 (30419593)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	アルギナーゼ２ / 虚血再灌流 / ニトロ化ストレス / 近位尿細管
Outline of Annual Research Achievements	アルギナーゼは一酸化窒素合成酵素(NOS)の基質であるL-アルギニンを分解する酵素である。アルギナーゼ２(Arg2)は心血管疾患において病的に活性化し、病態進展にかかわるが、発現が最も高い腎臓での重要性はわかっていない。H29年度にはヒト尿細管細胞HK-2を用いて虚血再酸素化におけるArg2の重要性を明らかにした。H30年度は主にArg2ノックアウトマウス(Arg2KO)を用いて、腎虚血再灌流モデルを作成し解析した。マウスの腎臓に虚血再灌流を起こすと、Arg2蛋白は虚血で減少し、再灌流で有意に増加した。Arg2 mRNAも再灌流後に増加する傾向だった。Arg2免疫染色を行ったところ、特に腎臓の皮髄境界に当たる近位尿細管にArg2の発現が増加しており、マクロファージにも一部発現を認め、糸球体にはほとんど認めなかった。Arg2KOに虚血再灌流障害を起こしたところ、野生型と比較して有意にBUN, Crの上昇が軽減した。組織障害もArg2KOで軽減していた。これに一致して腎臓の3-ニトロチロシンの蓄積はArg2KOで減少し、腎間質のTUNEL陽性細胞もArg2KOで減少していた。糸球体におけるCD31陽性の血管内皮細胞数や間質のF4/80陽性マクロファージの数はArg2KOにおいて野生型とほぼ同等であった。Arg2KOにおける、腎虚血再灌流障害の軽減は主に近位尿細管細胞のArg2の欠損によるものであり、尿細管におけるNOS uncouplingの軽減が寄与しているのではないかと考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ヒト尿細管細胞とアルギナーゼ２ノックアウトマウスを用いて、アルギナーゼ２が尿細管の虚血再灌流障害の増悪因子として働くことを証明し、現在論文投稿中であるため。
Strategy for Future Research Activity	今回はアルギナーゼ２の機能を尿細管細胞の焦点を置いて解析を進めたが、今後マクロファージでの炎症制御の観点からの解析を行いたい。腎臓では間質の線維化のモデルの解析、また腎臓以外の臓器で腸炎モデルでの解析も予定している。また虚血再灌流障害は急性腎障害であったが、アルギナーゼの分解産物であるオルニチンは線維化に重要な因子であるため、慢性腎障害、線維化モデルを解析する予定である。
Causes of Carryover	2019年度にマウスの腎組織の大規模な解析処理を行うにあたって予算がかかるため次年度に繰り越す。