2019 Fiscal Year Annual Research Report
Implications of endothelial injuries and endothelial/epithelial interactions as pathogenetic mechanisms underlying progression of chronic kidney disease and its therapeutic application.
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18H02828
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| Research Institution | Kawasaki Medical School |
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Principal Investigator |
柏原 直樹 川崎医科大学, 医学部, 教授 (10233701)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長洲 一 川崎医科大学, 医学部, 講師 (40412176)
城所 研吾 川崎医科大学, 医学部, 講師 (50435020)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 内皮障害 / インフラマソーム / Keap-1/Nrf2 / 酸化ストレス / Wnt / 線維化 / 老化 / 慢性炎症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糸球体、尿細管いずれにおいても内皮と上皮（ポドサイト、尿細管上皮）は近接しており、機能連関が存在する。内皮障害はどのような機序で内皮/上皮連関を破綻させ、CKDの共通進展機序である「炎症」と「線維化」を惹起するのか、内皮障害と上皮障害を結ぶ機序は何か、活性酸素種、一酸化窒素(NO)及び両者の均衡変化、NLRP3 Inflammasome、Wnt/β-catenin経路、Keap1/Nrf2経路、ミトコンドリア障害の役割に焦点をあてて解析する。さらに内皮機能の保持により腎障害進展抑制が可能かどうか検証し、新規治療法開発に繋げる。以上が本研究の目標である。内皮障害が起点となり、ROS/NO変化がメディエーターとして働き、炎症、線維化が惹起される過程を、慢性炎症の中心機序であるNLRP3-inlammasome経路、線維化に深く関係するWnt/β-catenin経路活性化に注目して解析した。以下がこれまでの具体的な検討項目となる。
1)内皮障害が起点となり、炎症と線維化が惹起される過程を、NLRP3-inlammasome経路(慢性炎症の中心機序)、Wnt/β-catenin経路(線維化に深く関係)に注目して解析してきた。
2)糸球体病変・尿細管間質障害の両者に内皮/上皮病態連関が関係することを明らかにする。
3)急性腎障害（AKI）からCKDへの移行要因としての内皮障害の役割を解明に取り組んで来た。4)CKD、加齢腎の基盤病態としての血管内皮障害の分子機序を明らかにする。特に老化関連遺伝子とされるklotho遺伝子とWnt/β-catenin経路との連関を解析した。5)内皮障害、内皮/上皮病態連関の改善を目標とした治療戦略を考案する。抗酸化遺伝子群を包括的に統御するKeap-1/Nrf-2経路活性化による腎保護効果とそのメカニズムを明らかにしてきた。
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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
NF-E2-related factor 2（Nrf2）は抗酸化酵素・解毒酵素群の発現を包括的に制御し、生体防御に重要な役割を果たす。定常状態ではKeap1に補足され、ユビキチン-プロテアソーム経路で分解制御される。Keap-1/Nrf2経路がUUOにおけるマクロファージ浸潤に関与することを明らかにしている(SciRep 2017)。CDDO-metyl (Bardoxolone methyl、RTA402: Reata社供与) はこのNrf2を活性化する薬剤である。
1）ネフローゼモデルであるICGNマウスにRTA402を投与したところ、腎障害が軽減（蛋白尿減少、尿細管障害軽減）された。特に尿細管上皮細胞におけるミトコンドリア障害（形態的、ミトコンドリア膜電位保持、呼吸鎖機能）が軽減された。Keap-1/Nrf2経路が尿細管上皮細胞のミトコンドリア機能維持に重要であることが判明した（FASEB J. 2019）。
2）腹膜線維症モデルを用いて、Wnt/β-catenin経路と線維化の関連を解析した。β-catenin-activated transgenic (BAT) driving expression of nuclear β-galactosidase reporter transgenic (BAT-LacZ) を用いて、腹膜炎時にWnt/β-catenin経路が活性化されることを明らかにした。Klotho transgenicマウス (KLTG)ではWnt/β-catenin経路活性化、線維化が抑制された（Nephrol Dial Transplant. 2020）。eNOS-KOマウスに同様に腹膜線維症モデルを作成し、eNOS/NO/sGC/PKG経路とWnt/β-catenin経路のクロストークを解析中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
内皮障害はいかなる機序で内皮/上皮連関を破綻させ、腎障害進展の２大病態である「炎症」と「線維化」を惹起させ、CKDを重症化させるのか、この解明が本研究も目標である。正常内皮機能はWnt/β-catenin経路を抑制的に制御しており、内皮障害によるNO不足により線維化が進行するが判明してきた。ｓGC刺激薬（BAY 63-2521)をeNOS-KO/UUOに投与し、線維化改善作用検討し、確認作業中である。eNOS/NO/sGC/PKG経路とWnt/β-catenin経路のクロストークについても分子レベルで解析を進める。特にPKGによるβcateninのリン酸化部位の同定を行う。
Keap-1/Nrf-2経路が腎機能GFRを制御していることが明らかとなった。Bardoxolone methylによる臨床試験でGFR改善作用が示唆されたが、その機序は不明である。In vivo imaging技術を活用し、生体動物でsingle nephron GFR (snGFR)測定系を確立している（Kidney Int 2015）。Bardoxolone methyのGFR増大作用機序を解明する。snGFR=kf x (ΔPGC-Δπ)で規定されるが、ΔPGC 増大（糸球体高血圧）によるGFR増大は腎保護上好ましくない。本薬剤のfiltration coefficient(kf)値への影響を解析する。kfに関係する有効濾過面積、permeability、 糸球体血流量変化等を評価する。Keap-1/Nrf-2経路のGFR制御における役割解明は、腎臓病の病態解明のみならず、腎生理学の深化においても重要な貢献をなすものと期待している。以上の研究を通じて、内皮障害がどのような機序を介して、腎障害を惹起するのか、内皮/上皮病態連関の存在とその詳細を本研究で解明し、治療法開発に繋げたい。
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Research Products
(18 results)
