酸素ナノバブル水による腎結石形成の抑制機序の解明と予防法の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09735
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 廣瀬 泰彦 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 研究員 (60381894)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田口 和己 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (00595184) ; 郡 健二郎 名古屋市立大学, その他部局等, 学長 (30122047) ; 安井 孝周 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40326153) ; 海野 怜 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 研究員 (40755683) ; 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)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 酸素ナノバブル水 / 尿路結石 / 低酸素誘導因子

Outline of Annual Research Achievements

尿路結石形成の促進因子であるメタボリックシンドロームは、局所的に低酸素状態を引き起こし、動脈硬化など疾患の進行に関与している。その酸化ストレス応答細胞内シグナル伝達経路の中心的役割を低酸素誘導因子（Hypoxia-inducible facter：HIF）が担っており、酸素ナノバブル水の効果を測定するために、HIFの機能評価をおこなった。
マウス尿細管上皮細胞（M-1細胞）へCOM結晶を暴露させ、結石付着量、HIFおよび関連因子の発現を調べた。M-1細胞に対して、シュウ酸カルシウム一水和物(COM)結晶 (20ng/cm2)を添加したCOM投与群、HIF活性化効果のある薬剤FG-4592（50、100μM）を投与6時間後にCOM結晶を添加したCOM＋FG群の2群に分け、結晶暴露0,2,4,6,24時間後に細胞を回収し、偏光顕微鏡で結晶付着率を計測した。COM投与群、COM＋FG4592群では、それぞれ、時間に比例しHIF1αの増加を認めたが、COM投与群に比べて、COM＋FG4592群では、HIF1αと、結石付着量に関して有意な差は認めなかった。
培養細胞での酸素ナノバブル水の細胞傷害抑制作用、crystal-cell-interactionへの影響の検討は、清潔下での酸素ナノバブル培養液での実験ができず、おこなえなかった。
ヒトの結石抑制効果を調べるためには、指標となる血中、尿中のバイオマーカーが必要だが、確立ができていないため、ヒトへの投与はできなかった。臨床試験を行うための基礎的な研究が不足し、名古屋市立大学の大学院医学研究科倫理審査委員会の審査をうけることができなかった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

臨床試験を行うための基礎的な研究が不足し、名古屋市立大学の大学院医学研究科倫理審査委員会の審査をうけることができなかった。

Strategy for Future Research Activity

今後は、HIF活性化効果のある薬剤FG-4592の濃度を増量し、M-1細胞へCOM結晶の付着量、PCR法にてHIFや、IL-6やTNF-αなどの炎症マーカー、酸化ストレスマーカーであるSOD-1を測定し、HIFと結石形成の関連を評価する。酸素ナノバブル水の培養液をもちいて実験で、HIFの発現を抑制し、結石形成が抑制されるかどうか評価していく。

Causes of Carryover

酸素を直径200nm以下のガス核として安定化させた「酸素ナノバブル水」による尿路結石形成抑制のメカニズムを解明する研究である。計画自体は順調な滑り出しであったがCOVID-19による通常の医療業務が大幅に変更となり、予定していた研究を進めることができなかった。このため次年度使用が生じた。規格に合った「酸素ナノバブル水」を用いた低酸素誘導因子の抑制に着目した腎結石抑制機序の解明に取り組んで行きたい。

Research Products

• [Presentation] Administration of antioxidants inhibits the development of renal crystals via Keap1/Nrf2 pathway (2020)
  • Author(s): Unno Rei, Kawase Kengo, Sugino Teruaki, Tanaka Yutaro, Taguchi Kazumi, Unno Naoko, Hamamoto Shuzo, Ando Ryosuke, Okada Atsushi, Nakane Akihiro, Kohri Kenjiro, Yasui Takahiro
  • Organizer: American Urological Association Annual Meeting 2020(web開催)
  • Int'l Joint Research