2019 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the Pathogenesis and Repair Mechanism of Acute Kidney Injury by a New Approach from Redox Dysregulation
| Project/Area Number |
18K08203
|
|---|
| Research Institution | University of Fukui |
|---|
Principal Investigator |
糟野 健司 福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (60455243)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩野 正之 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (20275324)
木村 秀樹 福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 准教授 (20283187)
高橋 直生 福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 助教 (30377460)
三上 大輔 福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 助教 (90464586)
松本 英樹 福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (40142377)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 急性腎障害 / 慢性腎臓病 / レドックス / チオレドキシン / 細胞周期 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
急性腎障害の慢性移行(AKI-to-CKD transition)は診断法・治療法は確立しておらず大きな問題となっている。尿細管の細胞周期がG2/M停止し腎間質線維化をきたすことがAKI-to-CKD transitionのメカニズムとされている。我々は昨年度までの研究により急性腎障害を発症した尿細管細胞内ではthioredoxin(TRX)が尿細管細胞内から細胞外の尿中に放出され、細胞内TRXが枯渇することによりレドックス依存的G2/M停止をきたすことを発見していた。
今年度に実施した研究ではTRX誘導作用が予想される3つの候補化合物をin vitroスクリーニングし、TRX誘導作用を認めた２つの化合物（Ａ，Ｂ）をマウスに投与した。２つの化合物はどちらもマウスの腎実質でTRXを増加させる効果があることを観察した。in vitroスクリーニングにおいて化合物Ａは比較対照に対して5倍のTRX mRNA発現増強効果があり、化合物Ｂは比較対照に対して40倍のTRX mRNA発現増強効果があった。マウスへの投与実験では化合物Ａは比較対照に対して10倍のTRXタンパクの発現増強効果があり、化合物Ｂは比較対照に対して20倍のTRXタンパクの発現増強効果があった。
急性腎障害の発症30分後に２つの化合物を14日間皮下投与したマウスは生理食塩水対照と比較して、どちらの化合物も間質性線維症の面積、血清クレアチニン濃度、腎実質のG2/M停止マーカー（リン酸ヒストンH3）発現量、腎実質のTGF-βmRNA、CTGF mRNA、腎組織におけるFSP1陽性間質線維芽細胞数、αSMAの尿細管発現を減少させた。これらの研究によりTRX誘導作用を有するヒット化合物はレドックス依存的G2/M停止を解除し、急性腎障害から慢性腎臓病への移行を抑制できることが分かった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
尿中TRXが AKI-toCKD transitionに関連したG2/M停止マーカーであることを突き止めることができ、特許を出願した(特願2018-66043）(PCT/JP2019/9522)。
研究過程で得られた尿中TRXに対し、可搬型迅速高感度評価系を開発し、分析的および臨床的検証を行い、良好な結果が得られ論文投稿しアクセプトされた(Clinica Chimica Acta in press)。
本研究過程からAKIによりTRX1が尿細管細胞内から細胞外（尿中）に放出され 、細胞内TRX1が枯渇することによりレドックス依存的G2/M停止が生じる新たなAKI-to-CKD transitionのメカニズムであること解明した。
このメカニズムを応用してマウスにTRX誘導作用を有するヒット化合物を投与するとレドックス依存的G2/M停止を解除し、急性腎障害から慢性腎臓病への移行を抑制できることが分かった。この成果を特許出願した（特願2019-114970）（PCT/JP2020/1598）
ここまでの成果を論文にまとめ、現在、投稿準備中である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
＜臨床でのG2/M停止マーカーの検証＞
尿中TRXが AKI-toCKD transitionに関連したG2/M停止マーカーであることを突き止めたが、臨床検体での検証が行われていないため、AKIで入院した患者の尿検体を用いて尿中TRX濃度を測定して、予後を追跡する。尿中TRXの濃度が将来の慢性腎臓病の進行や慢性維持透析への移行を予測できるか検証する。
＜G2/M停止解除医薬品の開発＞
最も効果があったヒット化合物は欧州食品安全機関 (EFSA) やアメリカ食品医薬品局 (FDA) など世界では使用が認められているが、日本では安全性が確立していないため輸入・販売が禁止されている。このため、ヒット化合物から誘導体を創製することが必要となった。今後、ヒット化合物を構造展開した誘導体化合物を創製し薬効を確認していく。構造展開の方法については委託または共同研究を行う。2019年度に得られたリード化合物を構造展開した誘導体化合物をin vitroで効果確認する際の手法はリード化合物スクリーニングと同じ方法を用いるが、投与経路や投与量などの用法については再検討を行う。マウスの急性腎障害の発症後に誘導体化合物を14日間皮下投与し、オリジナルのリード化合物または生理食塩水対照と比較して、間質性線維症の面積、血清クレアチニン濃度、G2/M停止マーカー（リン酸ヒストンH3）、TGF-βmRNA、CTGF mRNAの測定を行う。
|
| Causes of Carryover |
現在、本研究成果を論文にまとめている。
新型コロナウイルス患者への対応で論文の作成に遅れが生じたため、英文校正が次年度にずれ込んだ。
次年度使用額にて論文の英文校正を行う。
|
-
[Journal Article] Analytical and Clinical validation of rapid chemiluminescence enzyme immunoassay for urinary thioredoxin, an oxidative stress-dependent early biomarker of acute kidney injury2020
Author(s)
Seiji Yokoi, Kenji Kasuno, Kazuhisa Nishimori, Sho Nishikawa, Yudai Nishikawa, Sayu Morita, Mamiko Kobayashi, Sachiko Fukushima, Daisuke Mikami, Naoki Takahashi, Yumiko Oota, Hideki Kimura, Yoshihiro Soya, Shinsuke Kimata, Kengo Nishimura, Takahiko Ono, Eri Muso, Haruyoshi Yoshida, Junji Yodoi, and Masayuki Iwano
-
Journal Title
Clinica Chimica Acta
Volume: 507
Pages: 271-279
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
