尿細管メガリン発現の変動に着目した糖尿病性腎症の新規尿中バイオマーカーの探索

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K07944
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 黒崎 祥史 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (20602030)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: メガリン / 糖尿病 / 酸化ストレス

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、近位尿細管上皮細胞（HK-2）を用いてメガリン発現の変動に着目した糖尿病性腎症の新規尿中バイオマーカーの探索を目的に研究を行う。昨年度までに、HK-2細胞に酸化ストレス（過酸化水素）負荷を行うことで、メガリン発現が上昇すること、メガリン発現を抑制的に制御する制御的膜内切断（RIP）が活性化されること、を示した。また、酸化ストレスを負荷したHK-2細胞において、RIPによって切断されるメガリン細胞内ドメイン（MCTF）が細胞外に放出されることを見出した。このことは、酸化ストレスによるメガリン発現の変動に伴い、尿中にMCTFが排泄される可能性を示している。そこで、本年度はストレプトゾトシン誘導糖尿病ラットを用いて、腎皮質メガリン発現の解析と尿中MCTF排泄を確認した。これまでに、ストレプトゾトシン誘導糖尿病ラットにおいて、尿中アルブミン排泄が上昇する前に、メガリン発現が亢進することを報告している。今回作成したラットにおいても、メガリン発現が上昇すること、および尿中アルブミン排泄が正常であること、を確認した。このような正常アルブミン尿糖尿病ラットの尿において、MCTF排泄の亢進を認めた。このことは、腎皮質メガリン発現の上昇に伴いそのネガティブフィードバック機構としてRIP亢進が起こっていることを示す。また、尿中MCTFが糖尿病における初期尿細管障害マーカー（酸化ストレス亢進マーカー）になりうることが示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルス感染拡大により、予定した数の動物実験の実施ができなかった。当初は、コントロール群と糖尿病群の２群に加えて、腎保護薬として降圧剤テルミサルタンを投与した群を用意して、尿中MCTFの比較を行いたかったが、コントール群と糖尿病群の２群での実験しか実施できなかった。

Strategy for Future Research Activity

テルミサルタンは抗酸化力の強い降圧剤であり、当研究室においても酸化ストレスを抑制すること、およびメガリン発現を抑制することを確認している。昨年までの検討で、糖尿病群においてMCTFの尿中排泄が増加すること、またin vitroでMCTFは酸化ストレス投与によって培養上清中に排泄されること、などを鑑みると、テルミサルタン投与によりMCTF排泄が改善されることが期待される。テルミサルタンによる酸化ストレス抑制と、MCTF排泄の低下を示すことで、糖尿病における尿細管障害マーカーとしての有効性を示すことが可能となる。

Causes of Carryover

新型コロナ感染症により実験に割く時間が絶対的に減少し、当初予定していた実験が実施できなかった。特に、培養細胞消耗品費は実験時間の減少に伴い使用数も減少し、多くの次年度使用額を生じさせることとなった。生じた次年度使用額を使用して、当初予定していた通り糖尿病ラットにテルミサルタンを投与した群を用意し、尿中MCTF排泄について既に実施したコントロール群、糖尿病群と比較する。また、細胞培養上清中のMCTFがエキソサイトーシスで分泌される可能性を考えて、エクソソーム抽出を行ってMCTFを解析する。

Research Products

• [Journal Article] LRRK2 Inhibition Ameliorates Dexamethasone-Induced Glucose Intolerance <i>via</i> Prevents Impairment in GLUT4 Membrane Translocation in Adipocytes (2020)
  • Author(s): Imai Motoki、Kawakami Fumitaka、Kubo Makoto、Kanzaki Makoto、Maruyama Hiroko、Kawashima Rei、Maekawa Tatsunori、Kurosaki Yoshifumi、Kojima Fumiaki、Ichikawa Takafumi
  • Journal Title: Biological and Pharmaceutical Bulletin Volume: 43 Pages: 1660～1668
  • DOI: 10.1248/bpb.b20-00377
  • Peer Reviewed
• [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, virtual
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mitochondrial quality control mechanisms in renal cortex during the normoalbuminuric stage of diabetes mellitus. (2020)
  • Author(s): Ishii N, Pamela K. Carmines, Kurosaki Y, Imoto A, Ikenaga Hideki, Yakoba M, Ichikawa T, Takenaka T, Katagiri M
  • Organizer: Kidney Week 2020, virtual
  • Int'l Joint Research
• [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
• [Presentation] グルコースとアルブミン負荷による近位尿細管上皮細胞の上皮性低下には小胞体ストレス応答が関与する (2020)
  • Author(s): 井本明美, 黒崎祥史, 竹中恒夫, 片桐真人, 石井直仁
  • Organizer: 第60回日本臨床化学会年次学術集会
• [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