2020 Fiscal Year Research-status Report
メカノバイオロジーに基づく腎臓病の病態解明と新規診断・治療法の開発
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20K08616
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| Research Institution | Kyorin University |
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Principal Investigator |
長瀬 美樹 杏林大学, 医学部, 教授 (60302733)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | メカノバイオロジー / 慢性腎臓病 / 急性腎障害 / メカノセンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腎臓の細胞は、血流や尿流に起因するメカノ刺激にさらされているが、その感知応答機構は不明な点が多い。本研究では、メカノセンサー分子、特にTRPV2とPiezoに着目し、急性腎障害や慢性腎臓病の病態解明と新規診断法・治療薬開発を目指す。
本目的を達成するために、①TRPV2の尿細管障害における役割、②Piezoの糸球体・腎病変における役割、③腎求心性感覚神経に発現するメカノセンサーの同定と難治性高血圧における役割、④腎障害の三次元イメージング、の４目標を設定し、当該分子の局在や上流・下流因子を決定し、疾患モデル動物や阻害薬、遺伝子改変マウスを用いた解析を実施する。
今年度は、Piezo1とPiezo2の正常マウス腎臓における発現局在をRNAscope in situ hybridization法で明らかにした。さらに、高血圧性腎障害モデルや脱水モデルを作製し、その発現の変化を解析した。Piezo1は糸球体、尿細管、集合管の様々な細胞に発現していた。高血圧モデルではいくつかの細胞において発現が増強した。Piezo1を発現する培養細胞にストレッチ刺激を負荷すると、Piezo1活性化薬を投与した時と同様の遺伝子発現変化が生じ、それはPiezo1 ブロッカーで抑制された。Piezo2は糸球体に限局した発現パターンを示し、その発現細胞を明らかにした。高血圧性腎障害モデルでは、正常腎ではみられなかった部位に新たにPiezo2発現が認められた。以上よりPiezo1, 2がそれぞれ腎臓の生理的、病態生理的役割を有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
当初、PiezoについてはPiezo2の検討を中心に進める予定であったが、Piezo1について、培養細胞で興味深い知見が得られたため、Piezo2とともに解析することとした。
正常マウス腎臓における発現局在をRNAscope in situ hybridization法で明らかにした。さらに、高血圧性腎障害モデルや脱水モデルを作製し、その発現の変化を解析した。Piezo1は糸球体、尿細管、集合管の様々な細胞に発現していた。高血圧モデルではいくつかの細胞において発現が増強した。Piezo1を発現する培養細胞にストレッチ刺激を負荷すると、Piezo1活性化薬を投与した時と同様の遺伝子発現変化が生じ、それはPiezo1 ブロッカーで抑制された。Piezo2は糸球体に限局した発現パターンを示し、その発現細胞を明らかにした。高血圧性腎障害モデルでは、正常腎ではみられなかった部位に新たにPiezo2発現が認められた。以上よりPiezo1, 2がそれぞれ腎臓の生理的、病態生理的役割を有することが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
腎臓の細胞は、血流や尿流に起因するメカノ刺激にさらされているが、その感知応答機構は不明な点が多い。本研究では、メカノセンサー分子、特にTRPV2とPiezoに着目し、急性腎障害や慢性腎臓病の病態解明と新規診断法・治療薬開発を目指す。
本目的を達成するために、①TRPV2の尿細管障害における役割、②Piezoの糸球体・腎病変における役割、③腎求心性感覚神経に発現するメカノセンサーの同定と難治性高血圧における役割、④腎障害の三次元イメージング、の４目標を設定し、当該分子の局在や上流・下流因子を決定し、疾患モデル動物や阻害薬、遺伝子改変マウスを用いた解析を実施する。
次年度は、Piezo1, Piezo2発現細胞におけるそれぞれのメカノシグナルカスケードを明らかにするとともに、細胞特異的KOマウスの解析を進める。一部の細胞特異的Piezo1 KOマウスとそのFcの間で、basalには大きな差を認めなかったが、腎障害性負荷をかけると表現型に大きな差を認めており、その病態生理的役割とシグナルカスケードを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
研究計画の一部を次年度行うことにして、その研究に使用するため。
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