Development of the early diagnostic method for diabetic nephropathy focusing on urinary mitochondrial protein

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K07455
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 石井 直仁 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80212819)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片桐 真人 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (50152674)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 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

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-ニトロチロシン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、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。ミトコンドリアの機能低下は、糖尿病性腎症発症・進展の一端を担っており、ミトコンドリア機能評価は、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)マイトファジー分解不全尿中ミトコンドリアタンパク質の排泄パターン解析　限外濾過法による尿濃縮法の改良により、同定された尿中ミトコンドリアタンパク質のウエスタンロッティング画像の再現性は向上した。　2)ミトコンドリアでのエネルギー生成を担う脂肪酸代謝　ω6脂肪酸からω3脂肪酸への脂肪酸代謝シフトが示された
２．臨床研究　補助期事業間中に十分な結果を集約できなかった。慢性腎臓病(CKD)診療ガイドライン2018(日本腎臓学会)」により分類した4群の患者尿検体の採取のため、現協力病院に加え、新たな病院と共同研究の話し合いを進めている。「研究倫理審査委員会」へ「協力病院の追加申請」をし、2023年も臨床研究を継続し行う。

Research Products

• [Journal Article] In vitro study on effect of bardoxolone methyl on cisplatin-induced cellular senescence in human proximal tubular cells. (2022)
  • Author(s): Kurosaki Y, Imoto I, Kawakami F, Ouchi M, Morita A, Yokoba M, Takenaka T, Ichikawa T, Katagiri M, Nielsen R, Ishii N
  • Journal Title: Molecular and Cellular Biochemistry Volume: 477 Pages: 689-699
  • DOI: 10.1007/ s11010-021-04295-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Air contamination of therapeutic drug monitoring assay reagents results in falsely high plasma ammonia levels. (2022)
  • Author(s): Tsukushi T, Shinohara R, Adachi Y, Kurosaki Y, Ishii N, Katagiri M, Munekata S, Kanoh Y
  • Journal Title: Annals of Clinical Biochemistry Volume: 59 Pages: 193-198
  • DOI: 10.1177/00045632221074508
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Protection of renal function by inducing mitophagy in the proximal tubule during the normoalbuminuric stage of diabetes mellitus. (2022)
  • Author(s): Ishii N, Carmines PK, Kurosaki Y, Imoto A, Takahashi H, Suzuki H, Sugase T, Yokoba M, Ichikawa T, Takenaka T, Katagiri M
  • Organizer: The 17th Congress of Asian Society of Clinical Pathology and Laboratory Medicine, Kobe, Japan, 10/9/22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Comparison of HSP72 and anti-HSP70 antibodies with thrombosis markers in patients with thrombosis. (2022)
  • Author(s): Suzuki H, Kobayashi K, Kosuge Y, Imoto A, Kurosaki Y, Kitazume1 S, Ishii N, Ogawa K, Shimura H
  • Organizer: The 17th Congress of Asian Society of Clinical Pathology and Laboratory Medicine, Kobe, Japan, 10/9/22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mitochondrial quality control mechanisms and fatty acid metabolism in renal cortex during the normoalbuminuric stage of diabetes mellitus. (2022)
  • Author(s): Ishii N, Carmines PK, Kurosaki Y, Imoto A, Sugase T, Takahashi H, Yokoba M, Ichikawa T, Takenaka T, Katagiri M
  • Organizer: Kidney Week 2022, American Society of Nephrology, Orlando, USA 11/3/22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Fatty acid-associated albumin induces proliferation and senescence of proximal tubular cells. (2022)
  • Author(s): Kurosaki Y, Nielsen R, Ouchi M, Morit A, Imoto I, Kawakami F,Iizuka Y, Mollet G, Takafumi I, Yokoba M, Katagiri M, Takenaka T, Ishii N
  • Organizer: 59th ERA Congress, European Renal Association, Paris, France 5/20/22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 腎症発症前糖尿病ラットにおけるマイトファジーによる腎近位尿細管保護と尿中ミトコンドリアタンパク質について. (2022)
  • Author(s): 石井直仁,小寺義男,髙橋博之,黒崎祥史,井本明美,菅生太朗,土筆智晶,鈴木英明,横場正典,市川尊文,竹中恒夫,片桐真人
  • Organizer: 日本プロテオーム学会2022年大会（JHUPO第20回大会），相模原，8/10/22
• [Presentation] グルコースとアルブミン負荷は近位尿細管上皮細胞内にミトコンドリアDNAを蓄積させる. (2022)
  • Author(s): 井本明美, 黒崎祥史,西村由香里,古田玲子,川島麗,鈴木英明,石井直仁
  • Organizer: 第6回日本ワンヘルスサイエンス学会，八王子，9/2/22
• [Presentation] 腎症発症前糖尿病ラットにおけるマイトファジー誘導による腎機能保護について. (2022)
  • Author(s): 石井直仁,黒崎祥史,井本明美,高橋博之,菅生太朗,土筆智晶,鈴木英明,横場正典,市川尊文,竹中恒夫,片桐真人
  • Organizer: 第6回日本ワンヘルスサイエンス学会，八王子，9/3/22
• [Presentation] タンパク尿によるアルブミン負荷は近位尿細管における細胞増殖および細胞老化を促進する. (2022)
  • Author(s): 黒崎祥史,Rikke Nielsen, Geraldine Mollet,大内基司,森田亜州華,井本明美,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62回日本臨床化学会年次学術集会，富山，9/30-10/2/22
• [Presentation] 近位尿細管上皮細胞の上皮性低下にはエピジェネティックな制御および酸化ストレスが関与する. (2022)
  • Author(s): 井本明美,黒崎祥史,鈴木英明,竹中恒夫,片桐真人,石井直仁
  • Organizer: 第62回日本臨床化学会年次学術集会，富山，9/30-10/2/22
• [Presentation] 血中HSP72および抗HSP70抗体と凝固活性化分子マーカーとの比較. (2022)
  • Author(s): 鈴木英明,小林浩二,小菅優子,黒崎祥史,井本明美,石井直仁,北爪しのぶ,小川一英,志村浩己
  • Organizer: 第62回日本臨床化学会年次学術集会，富山，9/30-10/2/22
• [Presentation] 腎症発症前糖尿病ラットにおける腎皮質のミトコンドリア品質管理メカニズムと脂肪酸代謝. (2022)
  • Author(s): 石井直仁,黒崎祥,井本明美,土筆智晶,鈴木英明,横場正典,市川尊文,片桐真人
  • Organizer: 第69回日本臨床検査医学会学術集会，宇都宮，11/18/22
• [Presentation] Magalin/cubilinを介した近位尿細管の過剰なタンパク質再吸収は細胞増殖および細胞老化を促進する. (2022)
  • Author(s): 黒崎祥史, Rikke Nielsen, Geraldine Mollet, 井本明美, 鈴木英明, 横場正典, 片桐真人, 市川尊文, 石井直仁
  • Organizer: 第69回日本臨床検査医学会学術集会，宇都宮，11/18/22
• [Presentation] 腎症発症前糖尿病ラットの近位尿細管におけるmitophagy誘導による腎機能保護. (2022)
  • Author(s): 石井直仁,黒崎祥史,井本明美,高橋博之,菅生太朗,横場正典,市川尊文,竹中恒夫,片桐真人
  • Organizer: 第33回日本糖尿病性腎症研究会, 金沢，12/3/22