2020 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 – 2022-03-31
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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 / 脂肪酸代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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．動物実験 １）ミトコンドリア品質管理機構 ミトコンドリア品質管理機構として、酸化ストレスで損傷したミトコンドリアは、分裂と脂肪酸代謝が亢進し、マイトファジーにより分解・除去されることが示された。 ２）マイトファジー関連タンパク質の腎組織免疫化学染色スコアー化 近位尿細管での発現が著明であった。
２．臨床研究 本学「研究倫理審査委員会」に臨床研究が承認され、患者尿検体分析を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度に想定した研究目的の進捗状況は、「動物実験」ではおおむね順調に進展しているものの「臨床研究」ではやや遅れている。
１．動物実験 １）ミトコンドリア品質管理機構 損傷ミトコンドリア蓄積は腎症の原因となり、腎症の発症・進展を防ぐためにはミトコンドリア品質管理が必要である。品質管理機構として①ミトコンドリアダイナミクス(分裂亢進)、②ミトコンドリアのエネルギー産生・脂肪酸代謝亢進(輸送体carnitine)、③損傷ミトコンドリアが解・除去（マイトファジー:ミトコンドリア選択的オートファジー）されることが示された。 ２）マイトファジー関連タンパク質の腎組織免疫化学染色スコアー化 腎組織免疫化学染色スコアー化により、マイトファジー関連タンパク質は、近位尿細管付近での発現が著明であった。
これらの結果から、腎症発症前糖尿病ラットの腎皮質において、ミトコンドリアの分裂と脂肪酸代謝が亢進し、損傷ミトコンドリアを除去する機能であるマイトファジーが近位尿細管優位に亢進することにより、ミトコンドリアの品質が管理され、腎機能が保護されていることが示唆された。
２．臨床研究
腎症発症前糖尿病ラットにおいて、損傷ミトコンドリアがマイトファジーにより分解され尿中にミトコンドリアタンパク質①ATP5S, ②AK2, ③Cpox、④TUFMが排泄(同定)されることが示された。このことから、ヒト尿中のミトコンドリアタンパク質排泄を検証するため、臨床研究を本学「研究倫理審査委員会」に申請し承認され、患者の尿検体分析を開始している。コロナ禍の影響もあり、協力病院での検体採取が計画通り進んでいない状況である。継続し検体採取し分析を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、「動物実験」と「臨床研究」を並行し検討を行う予定である。
１．動物実験
１）リソゾームの機能解析 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ことから、リソゾーム機能も重要となる。昨年度に続き、腎症発症前糖尿病ラットにおいて解析する。 ２）脂肪酸輸送解析 ミトコンドリア内への脂肪酸輸送の亢進が示されたことから、輸送された脂肪酸の種類、濃度、割合の分析を行う。
２．臨床研究
「臨床研究」を開始したが、新型コロナ禍の影響もあり協力病院での検体採取が計画通り進んでいない状況でる。検体採取数確保のため、現協力病院と新規協力病院開拓を進める。
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| Causes of Carryover |
「臨床研究」を開始したが、新型コロナ禍の影響もあり協力病院での検体採取が計画通り進んでいない状況であった。各種測定項目の試薬・キットには使用期限があるため事前に多量の買い置きができず、またその多くは高額であることから、必要分のみ購入した結果、未使用額が生じた。。
現在、検体採取数確保のため、現協力病院と新規協力病院開拓を進めている。科研費を無駄なく使用し、臨床研究の進展と成果を学会発表や論文投稿するため、補助事業期間の延長を申請し、次年度への使用額を繰り越しした。
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[Presentation] Effect of regulated intramembrane proteolysis on megaln expression during oxidative stress exposure.2020
Author(s)
Kurosaki Y, Ikarashi F, Imoto A, Kawakami F, Yakoba M, Takenaka T, Katagiri M, Ichikawa T, Nielsen R, Ishii N
Organizer
57th ERA-EDTA Congress, European Dialysis and Transplant Association (ERA-EDTA)
Int'l Joint Research
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[Presentation] 腎症発症前糖尿病ラットの腎皮質におけるミトコンドリア品質管理機構について.2020
Author(s)
石井直仁, 黒崎祥史, 井本明美, 池永秀樹, 土筆智晶, 小幡 進, 鈴木英明, 横場正典, 市川尊文, 竹中恒夫, 片桐真人
Organizer
第60回日本臨床化学会年次学術集会, 日本臨床化学会
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[Presentation] ヒト血小板はヒートショックプロテイン72より凝集が促進される.2020
Author(s)
鈴木英明, 田近洋介, 小菅優子, 小林浩二, 黒崎祥史, 井本明美, 石井直仁, 青山直善, 志村浩己,市川尊文
Organizer
第60回日本臨床化学会年次学術集会, 日本臨床化学会
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[Presentation] 近位尿細管上皮細胞においてバルトキソロンメチルはシスプラチン誘導細胞老化を改善する.2020
Author(s)
黒崎祥史, 井本明美, 森田亜州華, 大内基司, 川上文貴, 市川尊文, 横場正典, 片桐真人, 竹中恒夫, 石井直仁
Organizer
第60回日本臨床化学会年次学術集会, 日本臨床化学会
