2020 Fiscal Year Annual Research Report
動物の腎－骨連関を繋ぐIL-36：分子病態の解明から臨床応用へ
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20J22559
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
難波 貴志 北海道大学, 大学院獣医学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | IL-36 / 炎症性サイトカイン / 腎臓 / 慢性腎臓病 / 骨ミネラル代謝異常 / 自己免疫 / マウス / lpr変異 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトと伴侶動物の高齢化進行に伴い、両者の慢性腎臓病（CKD）症例数が増加している。また、CKDに伴う骨ミネラル代謝異常（MBD）の対策も重要視されている。本研究では、両病態の形成因子として腎・骨の炎症に関与し、作動分子群(IL-36α/β/γ)と拮抗分子群(IL-36Ra/IL-38)から成るIL-36群に着目した。本年度は、自己免疫性腎炎モデルマウスの腎臓内IL-36群の発現と局在解析を行い、その腎炎における役割を考察した。
自己免疫性腎炎モデルに、雌雄MRL/MpJ-Faslpr/lpr(lpr)を用いた。lprはFasのlpr変異により、自己免疫性にCKDを発症する。健常対照にlpr変異を持たないMRL/MpJを用いた。両系統ともに3および6-7ヶ月齢マウスから採材し、それぞれ病態早期、病態後期とした。
IL-36αをコードするIl1f6の発現量は、雌雄共にlprで健常群よりも有意に高値だった。その他のIL-36群遺伝子発現量に系統、雌雄や月齢間で有意差はなかった。IL-36αは主に雌雄lprの遠位尿細管に、雄lprでは糸球体包外壁の上皮細胞の一部に局在した。尿細管と腎小体のIL-36α定量値は加齢性に増加し、病態後期のlprで雌雄尿細管と雄腎小体の定量値は健常群よりも有意に高値だった。IL-36βとIL-38は主に病態後期で雌雄lprの形質細胞に局在した。一方、IL-36γは腎臓内の神経軸索で病態とは無関係に、恒常的に発現した。IL-36Raは動脈の中膜平滑筋細胞で恒常的に局在したが、病態後期の雌雄MRL/lprではIL-36αと同様、遠位尿細管および糸球体包外壁の上皮細胞で発現した。
以上より、腎臓内IL-36群は脈管神経系で発現する恒常型と、傷害された上皮細胞や浸潤細胞で発現する誘導型に大別され、前者は腎恒常性の調節に、後者は炎症性病態形成に関与することが示唆された。
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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
本年度は、IL-36群の腎臓内遺伝子発現および蛋白局在解析を行い、自己免疫性腎炎との関連性について考察した。本実験に用いた自己免疫性腎炎モデルマウスは、自己免疫疾患を発症後、加齢性にその病態が進行することから、病態早期(3ヶ月齢)と病態後期(6－7ヶ月齢)に分けて採材した。IL-36群の遺伝子発現量を定量PCRで評価し、各種蛋白局在を免疫染色で同定した。さらに、糸球体や尿細管間質傷害の定量値を腎病理組織学的に、血中および尿中腎病態指標を生化学的に評価し、発現上昇が認められたIL-36αおよびIL-38の定量値とこれら病態指標値が正に相関することを見出した。一方、病態進行とは関連せず、腎臓内で恒常的にIL-36γとIL-36Raが発現することを明らかにした。これらの研究成果をまとめ、論文投稿中である。また、当疾患モデルを遺伝的背景としたIL-36受容体欠損マウスを作出し、6ヶ月齢の雌雄個体から採材を完了しており、現在解析中である。
以上より、課題全体において申請時の計画通り進捗していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
自己免疫性腎炎モデルの骨ミネラル代謝異常の病態評価を行う。骨や上皮小体を各種染色法を用いて組織学的に評価し、血中のミネラル代謝関連物質(カルシウム、リン、パラソルモン等)の濃度を生化学的に定量する。
採材したIL-36受容体欠損マウス(KO)の表現型解析を行う。腎臓内IL-36群発現量と各種腎病態指標値について1年目と同様の解析を行い、野生型と比較する。発現変化が認められたIL-36群の定量値と腎病態指標値について、相関解析を行い腎病態との関連性を考察する。また、野生型およびKO由来のIL-36群あるいはその受容体を発現する細胞種(線維芽細胞・尿細管上皮細胞等)の初代培養系を用いて、本分子群を誘導する刺激を同定する。さらに、IL-36受容体発現細胞を用いて、IL-36α、β、γの刺激で変動する下流分子をトランスクリプトーム解析により明らかにする。
また、イヌのCKD臨床検体を用いて、腎臓内IL-36群およびその受容体の遺伝子と蛋白発現を検証する。腎組織傷害、血中・尿中腎機能数値およびMBD指標値を定量し、本サイトカイン群発現との相関解析を行うことで、CKD-MBD病態におけるIL-36群の臨床応用性を考察する。
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