腎障害での細胞浸潤に対するエクソソームを用いたリキッドバイオプシー法の開発研究

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05996
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 園田 紘子 宮崎大学, 農学部, 准教授 (60608272)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: リキッドバイオプシー / 細胞外小胞 / エクソソーム / 細胞浸潤 / 腎障害

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、「腎障害で浸潤してくる炎症細胞の種類および浸潤の程度を、尿を用いたリキッドバイオプシーで診断することが可能かどうか」である。これまでに細胞浸潤を伴う腎障害動物モデルの尿中には、リキッドバイオプシーの診断材料である細胞外小胞、エクソソームのマーカータンパク質であるTSG101およびAlixタンパク質が増加することを観察しており、エクソソームの尿中放出数が増加している可能性が考えられた。そこで、腎におけるこれらのエクソソームマーカータンパク質を発現する細胞とその発現量を検討するために、令和元年度は細胞浸潤が著明に観察されるアロジェニック腎移植ラットモデルを用いて実験を行った。ドナーであるWistarラットの右腎をレシピエントである両腎を摘出したSDラットに移植し5日後に腎摘出を行った。対照群には左腎摘出を行ったSDラットを用意した。腎は皮質と髄質に分離し、リアルタイムPCRによってTSG101およびAlix　mRNA発現量を検討した。腎移植群では、腎皮質において対照群と比較してTSG101 mRNA発現量は有意に増加し、Alix mRNA発現量は変化がなかった。一方、腎髄質においてはTSG101 mRNA発現量は変化がみられず、Alix mRNA発現量は有意な減少が見られた。TSG101およびAlixタンパク質の発現について免疫組織化学染色法によって観察した。TSG101タンパク質発現量は腎移植群において、細胞浸潤が著しい皮質部の尿細管上皮細胞において発現の増強が認められた。一方、Alixタンパク質については、腎移植群において尿細管上皮細胞における発現量は減弱していたが、間質の浸潤細胞にAlixタンパク質の発現が認められた。以上の結果から、尿中エクソソーム中のTSG101タンパク質は尿細管上皮細胞由来、Aliｘタンパク質は浸潤細胞由来である可能性が考えられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

これまで細胞浸潤が著明に認められるモデルを用いて解析を行ってきた。この動物モデルから構築した研究ノウハウをもって、これまでに得られた研究成果に基づいて次年度に他の細胞浸潤を伴う腎障害動物モデルを用いて、共通性を見出す検討を行うため、おおむね順調に進展しているものと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

本研究では浸潤細胞に着目した検討を行う予定であったが、今年度の研究により細胞浸潤により障害を受けた尿細管上皮細胞においても細胞外小胞の生成に関わる分子の発現量が変化する興味深い知見を得た。したがって、次年度には細胞浸潤の尿細管上皮細胞への影響についての検討も行っていく。この新たな研究内容についての実験作業が加わるため、期間内に一定の研究成果をえるため、腎移植動物モデル以外に用いる予定である両腎虚血再灌流障害ラットモデルと、遺伝性多発性嚢胞腎マウスについては、尿量が確実に確保できる両腎虚血再灌流障害ラットモデルから優先して実験を行っていく。