2018 Fiscal Year Research-status Report
尿中ミトコンドリアタンパク質に着目した糖尿病性腎症の早期診断法の開発
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18K07455
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
石井 直仁 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80212819)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片桐 真人 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (50152674)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 糖尿病性腎症 / 糖尿病性腎症診断法 / ミトコンドリア / マイトファジー / 酸化ストレス / ニトロ化タンパク質 / 尿中ミトコンドリアタンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
わが国の新規透析導入の原疾患第１位は、糖尿病性腎症である。現在の腎症診断の指標として「尿中アルブミン測定」と「糸球体濾過量(GFR)」が用いられているが、両指標異常が認められない腎機能低下例が報告されている。「腎症発症前の(腎症前期)糖尿病」における腎症の早期診断法の確立が時勢の急務と考える。
腎症発症前の糖尿病ラットの腎皮質において、酸化ストレスマーカーの3-nitrotyrosine生成亢進とミトコンドリアのニトロ化タンパク質同定により、ミトコンドリアは酸化ストレス障害を受けていることを示した。
損傷ミトコンドリア蓄積は、細胞障害の原因となる可能性があり、腎機能障害を防ぐためには、損傷ミトコンドリアを分解・除去しなければならない。腎症発症前の糖尿病ラットの腎皮質において、損傷ミトコンドリアを選択的に分解・除去するマイトファジーの誘導とミトコンドリアタンパク質が尿中に排泄(プロテオーム解析)されることを示した。
本研究の目的は、糖尿病性腎症の早期診断マーカーとしての尿中ミトコンドリアタンパク質排泄メカニズムを検証し、尿中ミトコンドリアタンパク質による診断法の確立することである。
本年度は以下の結果を得た。１）尿中ミトコンドリアタンパク質排泄メカニズム検証の一環として、腎症発症前の糖尿病ラット腎皮質で、ミトコンドリアの融合・分裂（ミトコンドリアダイナミクス）の機能評価を行った。ミトコンドリア融合の変化は観られなかったが、ミトコンドリア分裂は、糖尿病ラットで有意に上昇し、腎保護薬（酸化ストレス抑制）投与により抑制傾向が示された。２）尿中ミトコンドリアタンパク質検出法確立の一環として、検出感度を上げるため、尿濃縮法の検討を行った。限外濾過法を用いた尿濃縮法を確立した。
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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
2018年度に想定した研究目的の進捗状況は、おおむね順調に進展している。
１）尿中ミトコンドリアタンパク質排泄メカニズム検証：ミトコンドリアの融合・分裂（ミトコンドリアダイナミクス）機能としてミトコンドリアの融合因子（Mfn2）と分裂因子（Drp1）発現を評価した。腎皮質Mfn2発現は群間で差はなかったが、腎皮質Drp1発現は、糖尿病群で対照群と比較して高値を示した。この増加は、腎保護薬（酸化ストレス抑制）投与によって抑制傾向が示された。慢性糖尿病性腎症でのミトコンドリア分裂が亢進することは知られているが、腎症発症前の初期糖尿病の腎皮質で既にミトコンドリア分裂が亢進することが示された。この現象は、ミトコンドリア品質管理機構のマイトファジーとの連動に重要と考えられる。
２）尿中ミトコンドリアタンパク質検出法確立：検出感度を上げるため、限外濾過法を用いた尿濃縮法を確立した。患者尿での検証準備は進んでいる。
以上の成果を踏まえ、研究計画はおおむね順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は以下の検討を行う予定である。
１）ミトコンドリアとリソゾームの機能確認
マイトファジーは、オートファゴソームが形成されリソゾームと融合し、消化酵素によって分解される。腎症発症前の糖尿病の腎臓でのリソゾームの機能を確認する。
２）患者尿中ミトコンドリアタンパク質解析
対照患者群、測定項目を検討し、臨床研究申請書を作成し、北里大学と関連施設の研究倫理審査委員会への臨床研究申請を行う。同定されたミトコンドリアタンパク質解析を行う。
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| Causes of Carryover |
効率よく実験が進行したため抗体等の試薬購入を抑えることができた。また、2019年度は患者尿中ミトコンドリアタンパク質解析を行うため、使用額が計画を超える可能性があることから、次年度への使用額を繰り越した。
2019年度の患者尿中ミトコンドリアタンパク質解析、ヒト腎近位尿細管細胞培養実験に、次年度使用額(141,063円)を追加する。
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[Presentation] 腎症発症前糖尿病ラットにおける尿中ミトコンドリアタンパク質について2018
Author(s)
小島 肇, 井本明美, 黒崎祥史, 小寺義男, 横場正典, 土筆智晶, 小幡 進, 鈴木英明, 市川尊文, 片桐真人, 石井直仁
Organizer
第31回北里バイオサイエンスフォーラム
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