2018 Fiscal Year Annual Research Report
Kidney-mediated aging process
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18H03191
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
西山 成 香川大学, 医学部, 教授 (10325334)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 個体老化 / 腎臓病 / 代謝異常 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【課題①】：「腎機能低下が原因となる個体老化加速因子（生活習慣病）の活性化」病態解明
1) 腎性高血圧の成因解明：Wisterラット5/6腎摘による腎不全モデルを作成し、腎機能が低下すると高血圧が発症する成因を検証した。アッシングによる主要臓器のオスモライトと水分量の変化を検討した結果、食塩ではなく水分の貯留が高血圧の原因となっていることが判明した。そこで、尿素サイクルのメタボローム解析を実施したところ、尿素産生経路の異常活性化が確認できた。また、それに伴い、一酸化窒素抑制物質の産生が亢進し、それによって皮膚の抵抗血管が収縮して血圧が上昇している可能性が示唆された。実際、皮膚血管を加熱により拡張させると、血圧が正常化することが確認できた。現在、より詳細な分子メカニズムについて検証中である。2) 腎性糖代謝異常の成因解明：多光子顕微鏡を使用したin vivoイメージングにより、2-[N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) amino]-2-deoxy-D-glucoseを投与して近位尿細管における糖のダイナミクスを可視化するシステム構築に成功した。3) 腎性貧血の成因解明：アデニン投与腎性貧血C57/Bl6JマウスとヒトiPS細胞由来エリスロポエチン産生細胞を使用し、詳細な分子メカニズムを解明することを目的として実験を進めている。これまでの研究結果により、PHDと呼ばれる酵素活性の重要性が示唆されており、現在、より詳細なメカニズムの検討を継続している。
【課題②】：腎機能低下が直接生じる個体老化の病態メカニズムの解明
予定通り、筋肉特異的アルギナーゼ欠損マウス(MCKcrearginase-1flox/flox)とならびに筋肉特異的GR欠損マウスと、それらのコントロールマウスの作成を開始した。
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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
1) 腎性高血圧の成因解明：この研究に関しては、予定通り実験が進み、腎機能が障害された場合の全身の代謝異常、それに伴う皮膚血管の収縮による高血圧の発症メカニズムが明らかにされている。今後、より詳細な分子メカニズムについて検証する。
2) 腎性糖代謝異常の成因解明：この研究に関しても、多光子顕微鏡を使用したin vivoイメージングにより、2-[N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) amino]-2-deoxy-D-glucoseを投与して近位尿細管における糖のダイナミクスを可視化するシステム構築に成功することができた。糖の動きをvivoで定量化する技術もほぼ開発が終わっており、次年度以降の機能評価に使用できる目処が立った。
3) 腎性貧血の成因解明：予定通り、アデニン投与腎性貧血C57/Bl6JマウスとヒトiPS細胞由来エリスロポエチン産生細胞を使用し、詳細な分子メカニズムを解明することを目的として実験を進めている。両実験とも問題なく実験が進んでおり、問題なく期間内に研究が終了できると考えられる。
4) 腎機能低下が直接生じる個体老化の病態メカニズムの解明：予定通り、筋肉特異的アルギナーゼ欠損マウス(MCKcrearginase-1flox/flox)とならびに筋肉特異的GR欠損マウスと、それらのコントロールマウスの作成を開始している。繁殖に問題が生じないかどうかについては、今後の観察が必要であるが、現時点では予定通り進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
以下の研究を実施することを予定する。1) 腎性高血圧の成因解明：前年度に引き続き研究を進め、皮膚のリンパ流の関与を明らかにする。2) 腎性糖代謝異常の成因解明：前年度に引き続き研究を進め、GLUT2とSGLT2の役割を明らかにする。3) 腎性貧血の成因解明：前年度に引き続き研究を進め、PHD阻害薬を使用する実験を追加する。4) 交感神経の役割の解明：本年度より新たに開始する。腎交感神経の除神経が食塩負荷に伴う肝臓の尿素産生亢進を抑制し、サルコペニアを予防することが明らかとなった。そこで腎除神経処置がCKDモデル・5/6腎摘C57/Bl6Jマウスで発症するサルコペニアを抑制するメカニズムについて、肝臓と骨格筋アルギナーゼ活性や尿素含有量を測定して検討する。NMRによる骨格筋量の測定、Western Blot法によるオートファジー活性の測定、メタボローム解析を行い、腎障害下の骨格筋代謝に対して腎除神経が与える影響を網羅的に解析する。分子生物学により詳細に検討するため、メタボローム解析で得られた結果について、培養ヒト肝細胞・骨格筋細胞を使用して検証する。5) 遺伝子改変動物による研究：筋肉特異的アルギナーゼ欠損マウス(MCKcrearginase-1flox/flox)とならびに筋肉特異的GR欠損マウスと、それらのコントロールマウスの繁殖を実施する。6)臨床研究：シンガポールにおけるヒト生体内のオスモライト濃度・体液量を測定できるNa+-MRIを用いた臨床研究を実施する。CKD患者を対象としてコホート研究を実施する。同時に、日本国内にも導入できるよう、放射線医学研究者との協議を開始する。
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