発生・幹細胞・腎骨髄連関を軸に考える高齢ドナー腎臓の若返りの試み：国際共同研究

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19KK0216
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 臼井 丈一 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (70447340)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川西 邦夫 筑波大学, 医学医療系, 助教 (00578750) ; 馬渕 洋 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (50424172) ; 山崎 聡 東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (50625580)
• Project Period (FY): 2019-10-07 – 2022-03-31
• Keywords: 内科 / 臓器移植 / 幹細胞 / 老化 / 発生 / 糖鎖 / 病理学

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、骨髄老化により引き起こされる腎臓老化・病態メカニズムの解明および高齢ドナー腎臓の若返り手法の模索を主目的とした国際研究ネットワークを構築している。
A-1：幹細胞老化と腎臓病発症・進展メカニズムの解明および骨髄移植による腎臓の若返りモデル：各腎臓病モデルでの老化の影響を確認し骨髄移植モデル実験の準備を進めた。造血が腎臓等臓器の若返り・老化に関与する仮説検証のためPVA培養液により細胞老化を起こさずに造血幹細胞や免疫細胞の生体外増幅実験を海外共同で報告した。In vitro実験系で非老化・老化幹細胞を比較し幹細胞老化に関わる因子の同定を試みた。マイクロアレイによる遺伝子発現解析の結果、幹細胞老化に関わる重要な因子を抽出できた（論文リバイス中）。A-2.老化に依存するミトコンドリア機能変化と腎臓病発症・進展メカニズムの解明：変異ミトコンドリアDNA導入マウスで老化と糸球体障害、蛋白尿出現が相関することを証明し、論文投稿中である。A-3.老化＝動脈硬化に関与する糖鎖変化と腎臓病発症・進展メカニズムの解明：シアル酸分子合成酵素ノックアウトマウスを用いたシアル酸分子Neu5Acの動脈硬化発症への関与を明らかにし論文掲載され。さらに腸内細菌叢解析や腎不全モデルでの検証を進めている。A-4.腎臓発生のキー転写因子TC21発現変化と腎臓病発症・進展メカニズムの解明：TCF21が高齢者好発の腎臓病で腎臓糸球体組織発現亢進および尿中濃度高値を認め、in vitro実験系で糸球体上皮細胞機能への作用を観察した（論文リバイス中）。
B. ヒト移植腎サンプルを用いた腎臓の老化・若返りの検証システムの構築とプロジェクトAの検証：ヒト腎臓移植ドナー・レシピエント年齢を考慮した老化・若返り検証セットを作成し、α-KLOTHO、p16等の老化指標発現の解析中である。今後海外での検討展開を図る。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度予定していた海外研究施設への出張がCOVID-19感染による渡航自粛・中止に伴い不可能となった。しかし、予定している複数のプロジェクトは計画を修正、代替実施することによりおおむね順調に進捗している。複数の課題の成果報告も実現し、目的を達成できている。

Strategy for Future Research Activity

幹細胞・老化・糖鎖・発生の基礎的研究の知見を臨床医学研究に還元することを目標として、腎臓病病態や腎臓老化の解明や移植におけるドナー腎臓の若返りを念頭に置き、引き続き同様のテーマに則し研究を進捗する予定である。研究のための海外渡航が許可される世界的情勢となり次第、速やかに予定された海外施設での活動を行う。それまでは研究進捗に支障のないように、国内で可能な限りの代替研究として進めることで対処する。プロジェクトA-1の腎臓病・骨髄移植・老化との関連性の検証を中心に、全プロジェクトを進め、国際共同研究へさらに大きく展開していく方向性に変更はない。

Causes of Carryover

本年度予定していた海外研究施設への出張がCOVID-19感染による渡航自粛・中止に伴い不可能となったため、旅費が大幅に少額であった。小動物の実験スケジュールを変更したため、消耗品費が予定より少額であった。論文化スケジュールの変更のため、印刷、投稿費用などの論文発表関係の費用が予定より少額であった。以上を考慮し、当該年度の未使用額は来年度以降の2年間での費用に充てる予定である。具体的には、COVID-19感染症の世界的鎮静化となれば国外国内旅費を中心として、その他、小動物実験関連の消耗品費および論文投稿関係の費用として使用する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] コーネル大学/スタンフォード大学/カリフォルニア大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: コーネル大学/スタンフォード大学/カリフォルニア大学
• [Int'l Joint Research] テノン病院/ボルドー大学(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: テノン病院/ボルドー大学
• [Journal Article] Transcription factor MafB in podocytes protects against the development of focal segmental glomerulosclerosis (2020)
  • Author(s): Toshiaki Usui, Naoki Morito, Hossam H. Shawki, Yoshinori Sato, Hiroyasu Tsukaguchi, Michito Hamada, Hyojung Jeon, Manoj Kumar Yadav, Akihiro Kuno, Yuki Tsunakawa, Risa Okada, Takaaki Ojima, Maho Kanai, Keigo Asano, Yuki Imamura, Ryusuke Koshida, Keigyou Yoh, Joichi Usui, et al
  • Journal Title: Kidney Int Volume: - Pages: -
  • DOI: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histamine receptor agonist alleviates severe cardiorenal damages by eliciting anti-inflammatory programming (2020)
  • Author(s): Kazuyuki Noguchi, Junji Ishida, Jun-Dal Kim, Naoto Muromachi, Koichiro Kako, Hayase Mizukami, Weizhe Lu, Tomohiro Ishimaru, Shohei Kawasaki, Shuzo Kaneko, Joichi Usui, Hirochi Ohtsu, Kunihiro Yamagata, Akiyoshi Fukamizu
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 117 Pages: 3150-3156
  • DOI: 10.1073/pnas.1909124117
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Long-term ex vivo expansion of mouse hematopoietic stem cells (2020)
  • Author(s): Wilkinson AC, Ishida R, Nakauchi H, Yamazaki S
  • Journal Title: Nat Protoc Volume: 15 Pages: 628-648
  • DOI: 10.1038/s41596-019-0263-2
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Long-term eradication of extranodal natural killer/T-cell lymphoma, nasal type, by induced pluripotent stem cell-derived Epstein-Barr virus-specific rejuvenated T cells in vivo (2020)
  • Author(s): Ando M, Ando J, Yamazaki S, Ishii M, Sakiyama Y, Harada S, Honda T, Yamaguchi T, Nojima M, Ohshima K, Nakauchi H, Komatsu N
  • Journal Title: Haematologica Volume: 105 Pages: 796-807
  • DOI: 10.3324/haematol.2019.223511
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The extracellular domain of teneurin-4 promotes cell adhesion for oligodendrocyte differentiation (2020)
  • Author(s): Hayashi C, Suzuki N, Mabuchi Y, Kikura N, Hosoda Y, de Vega S, Akazawa C
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 523 Pages: 171-176
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.12.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Use of polyvinyl alcohol for chimeric antigen receptor T-cell expansion (2019)
  • Author(s): Nishimura T, Hsu I, Martinez-Krams DC, Nakauchi Y, Majeti R, Yamazaki S, Nakauchi H, Wilkinson AC
  • Journal Title: Exp Hematol Volume: 80 Pages: 16-20
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2019.11.007
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Transcription factor Tlx1 marks a subset of lymphoid tissue organizer-like mesenchymal progenitor cells in the neonatal spleen (2019)
  • Author(s): Ueno Y, Fujisaki K, Hosoda S, Amemiya Y, Okazaki S, Notsu C, Nishiyama C, Mabuchi Y, Matsuzaki Y, Oda A, Goitsuka R
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 9 Pages: 20408
  • DOI: 10.1038/s41598-019-56984-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Laminin α2, α4, and α5 Chains Positively Regulate Migration and Survival of Oligodendrocyte Precursor Cells (2019)
  • Author(s): Suzuki N, Hyodo M, Hayashi C, Mabuchi Y, Sekimoto K, Onchi C, Sekiguchi K, Akazawa C
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 9 Pages: 19882
  • DOI: 10.1038/s41598-019-56488-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Modeling Steatohepatitis in Humans with Pluripotent Stem Cell-Derived Organoids (2019)
  • Author(s): Ouchi R, Togo S, Kimura M, Shinozawa T, Koido M, Koike H, Thompson W, Karns RA, Mayhew CN, McGrath PS, McCauley HA, Zhang RR, Lewis K, Hakozaki S, Ferguson A, Saiki N, Yoneyama Y, Takeuchi I, Mabuchi Y, Akazawa C, Yoshikawa HY, Wells JM, Takebe T
  • Journal Title: Cell Metab Volume: 30 Pages: 374-384
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2019.05.007
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pericytes as a Source of Osteogenic Cells in Bone Fracture Healing (2019)
  • Author(s): Supakul S, Yao K, Ochi H, Shimada T, Hashimoto K, Sunamura S, Mabuchi Y, Tanaka M, Akazawa C, Nakamura T, Okawa A, Takeda S, Sato S
  • Journal Title: Int J Mol Sci Volume: 20 Pages: E1079
  • DOI: 10.3390/ijms20051079
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sox9 regulates the luminal stem/progenitor cell properties of salivary glands (2019)
  • Author(s): Tanaka J, Mabuchi Y, Hata K, Yasuhara R, Takamatsu K, Kujiraoka S, Yukimori A, Takakura I, Sumimoto H, Fukada T, Azuma M, Akiyama H, Nishimura R, Shimane T, Mishima K
  • Journal Title: Exp Cell Res Volume: 382 Pages: 111449
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2019.05.030
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human species-specific loss of CMP-N-acetylneuraminic acid hydroxylase enhances atherosclerosis via intrinsic and extrinsic mechanisms (2019)
  • Author(s): Kunio Kawanishi, Chirag Dhar, Raymond Do, Nissi Varki, Philip L. S. M. Gordts, Ajit Varki
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 116 Pages: 16036-16045
  • DOI: 10.1073/pnas.1902902116
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Clinicopathologic spectrum of renal lesions following anti-TNF alpha inhibitor therapy: A single center experience (2019)
  • Author(s): Joichi Usui, Steven P Salvatore, Kunihiro Yamagata, Surya V Seshan
  • Organizer: ASN Kidney Week 2019
  • Int'l Joint Research