2021 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 – 2023-03-31
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| Keywords | 糖尿病性腎症 / 糖尿病性腎症診断法 / 酸化ストレス / ニトロ化タンパク質 / ミトコンドリア / マイトファジー / 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。近位尿細管細胞は、再吸収・分泌・排泄機能を担い多くのエネルギーが必要とされる。エネルギーはミトコンドリアで脂肪酸から産生(β酸化)され、脂肪酸輸送が重要とされる。エネルギー産生をするミトコンドリア機能と腎臓機能は密接な関係がある。ミトコンドリア（マイトファジー）の機能と脂肪酸代謝の低下は、糖尿病性腎症発症・進展の一端を担っており、これらの機能評価は、腎機能評価に繋がると考える。
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の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 ミトコンドリア品質管理機構としての脂肪酸代謝解析 腎症発症前の糖尿病ラット腎皮質においてミトコンドリアの脂肪酸輸送体カルニチンと必須脂肪酸 (ω3/ω6 )について検討した。アシルカルニチン（脂肪酸とカルニ チンが結合）と必須脂肪酸のα-リノレン酸は高値を示したものの、ω3とω6の比(ω3/ω6)は減少傾向が示された。
２．臨床研究 本学「研究倫理審査委員会」に、新たな協力病院での臨床研究が承認され、患者尿検体採取・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
2021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 ミトコンドリア品質管理機構としての脂肪酸代謝解析
腎皮質中のミトコンドリアの脂肪酸輸送体カルニチン・アシルカルニチン、脂肪酸（24分画、必須脂肪酸、 ω3/ω6)を解析した。腎症発症前糖尿病の腎皮質において、酸化ストレスで損傷したミトコンドリアは、品質管理機構としてカルニチンによる脂肪酸代謝が亢進している可能性が示唆された。
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 |
2022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 ミトコンドリア品質管理機構としての脂肪酸代謝解析
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（24分画、ω3/ω6）の分析を昨年度に続き、また飽和脂肪酸の増加が脂肪酸毒性をもたらし近位尿細管障害の悪化に関連することから飽和脂肪酸についても解析する。
２．臨床研究
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 |
新たな協力病院が加わったものの、新型コロナ禍の影響もあり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。
現在、検体採取数確保のため、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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Research Products
(8 results)
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[Presentation] Mitophagy-related renal and proximal tubular protection during the normoalbuminuric stage of diabetes mellitus.2021
Author(s)
Ishii N, Carmines PK, Kurosaki Y, Imoto A, Takahashi H, Ikenaga H, Yokoba M, Ichikawa T, Takenaka T, Katagiri M
Organizer
Kidney Week 2021, American Society of Nephrology
Int'l Joint Research
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[Presentation] 腎症発症前糖尿病ラットにおける近位尿細管のマイトファジー誘導による腎機能保護について.2021
Author(s)
石井直仁, 黒崎祥史, 井本明美, 高橋博之, 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61回日本臨床化学会年次学術集会
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[Presentation] 近位尿細管において脂肪酸結合アルブミン負荷は過剰な細胞増殖を介して細胞老化を促進する.2021
Author(s)
黒崎祥史, Rikke Nielsen, 大内基司, 森田亜州華, 井本明美, 川上文貴, 鈴木英明, 市川尊文、横場正典, 片桐真人, 竹中恒夫, 石井直仁
Organizer
第61回日本臨床化学会年次学術集会
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