2019 Fiscal Year Research-status Report
酸化ストレス活性化転写因子Nrf2をターゲットとした尿路結石症予防法の開発
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19K09677
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
戸澤 啓一 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40264733)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 亮介 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (30381867)
安井 孝周 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40326153)
岡田 淳志 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (70444966)
濱本 周造 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (80551267)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 酸化ストレス / 結石形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
In vitroでは、マウス由来尿細管細胞に対してシュウ酸カルシウム結晶（COM）を添加して、尿路結石形成過程における、尿細管細胞内の炎症や酸化ストレスを含めた細胞内障害の検討を行った。結晶の添加時間に比例して、細胞保護作用を示すオートファジーの低下により、IL-6やTNF-αなどの炎症マーカーが上昇し、酸化ストレスマーカーであるSOD-1は有意に低下することが定量PCRからわかった。さらに、細胞内の酸化ストレスを増強させるミトコンドリア由来の活性酸素種（ROS）をMitosox の免疫染色で検討したところ、ROSが結晶添加で有意に増えることがわかった。また、抗酸化物質であるN-acetyl-L-Cysteine（NAC）やtironなどを投与しROSを制御すると、オートファジーの上流の制御因子であり、そのup-regulationによりオートファジーが低下するmTORシグナルが有意に抑えられることが判明した。
In vivoではグリオキシル酸を連日腹腔内投与することにより腎結石を形成させた結石モデルマウスにおいて、細胞内の炎症・酸化ストレスを検討した。結石形成が認められるマウスでは、細胞内のIl-6やTNF-αの上昇、さらに、SOD-1の発現低下が認められた。また細胞内のROSの発生が有意に上昇した。ROSを抑えるために抗酸化物質であるNACをグリオキシル酸と同時に腹腔内投与したところ、ROSの低下によりmTORシグナルが抑制されたことによるオートファジーの上昇により細胞内の酸化ストレスが有意に抑制され、その結果として腎結石形成も有意に抑制される結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
生活習慣病のひとつである尿路結石においても、酸化ストレスによる炎症の惹起が成因として重要であり、治療のターゲットとなりうることが証明できた。さらに、本研究では酸化ストレス応答において、細胞保護作用を示すオートファジーの低下により、IL-6やTNF-αなどの炎症マーカーが上昇し、酸化ストレスマーカーであるSOD-1が有意に低下することが定量PCRからわかった。さらに、細胞内の酸化ストレスを増強させるミトコンドリア由来の活性酸素種（ROS）をMitosox の免疫染色で検討したところ、ROSが結晶添加で有意に増えることがわかった。また、In vivoでは、ROSを抑えるために抗酸化物質であるNACをグリオキシル酸と同時に腹腔内投与したところ、ROSの低下によりmTORシグナルが抑制されたことによるオートファジーの上昇により細胞内の酸化ストレスが有意に抑制され、その結果として腎結石形成も有意に抑制される結果を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
酸化ストレスが、尿路結石形跡に重要な役割を果たすことが、再確認された。さらに、炎症性サイトカインの発現上昇に引き続き、新たな細胞内シグナル伝達系である細胞保護作用を示すオートファジーとの関連も明らかにできた。今後は、酸化ストレス応答細胞内シグナル伝達経路としてのNrf2応答系に着目し、これらの関連遺伝子を含めて、尿路結石形成への関与と治療への応用の可能性を検討していく。
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| Causes of Carryover |
酸化ストレス活性化転写因子Nrf2をターゲットとした尿路結石症予防法の開発のために、初年度は尿細管細胞株を用いた Nrf2、酸化ストレス応答因子、結石関連蛋白の発現の検討を行う計画であった。シュウ酸刺激や低酸素刺激によりサイトカインの誘導が確認されるとの予測であったが、確認できなかった。このため実験系を見直しの必要があり、一時中断した。このため次年度使用額が生じた。In vitroでの解析を完結し慢性疲労モデルマウスを用いたin vivo系での解析を進めて行きたい。
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