2021 Fiscal Year Research-status Report

Exploration of epigenetic mechanisms underlying development of life style-related disease

Research Project

Project/Area Number	20K08627
Research Institution	International University of Health and Welfare
Principal Investigator	丸茂丈史国際医療福祉大学, 医学部, 教授 (70265817)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	西本光宏国際医療福祉大学, 国際医療福祉大学三田病院, 准教授 (90646572)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	糖尿病性腎症 / エピジェネティクス / DNAメチル化
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、糖尿病と高血圧の発症・進展に関わるエピジェネティクス機構を明らかにして、それに基づいた治療・診断の足掛かりを築くことを目的としている。昨年度、尿中SMTNL2のDNAメチル化値が、尿中に脱落する近位尿細管の量の指標となり、腎機能が悪化している糖尿病症例の層別化に有用であることを報告した。本年度は、この所見をさらに発展させて、前向きにeGFR値の推移を観察し、尿中DNAメチル化がeGFRの低下を予測できるかどうか検討を進めた。eGFR変化を計算するために十分な観察期間をとれる症例が徐々に増加し、マーカー候補となるDNAメチル化部位を複数抽出した。また、糖尿病による腎障害の進展へのエピジェネティクス機構の関与を調べるために、DNAメチル化レベルでの検討を進めた。糖尿病性腎症患者の腎生検サンプルおよび、腎がんで摘出した腎臓の正常組織から分離した近位尿細管のDNAメチル化を、Infinium methylation EPIC kitにより解析し、比較した。その結果、糖尿病性腎症の近位尿細管では、線維化因子に加えて、酸化的ストレス因子および腎保護因子にもDNAメチル化異常が生じていることが明らかになった。線維化因子と酸化的ストレス因子ではDNAメチル化が減少しする一方、腎保護因子のDNAメチル化は増加しており、それぞれ発現の増加と減少の持続に関わることが示唆された。ヒトの白血球を用いた研究により、糖尿病の合併症発症に関わるメタボリックメモリーにDNAメチル化異常が関与することが示され、標的臓器でのDNA DNAメチル化異常の解明が待たれている。本年度の研究で見出された腎臓のDNAメチル化異常が、糖尿病による腎機能異常に関連するかどうかについて研究を進めている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 尿中DNAメチル化解析による腎機能悪化の診断法の開発にむけて、前向き試験のリクルートが順調に進んだ。また、候補となるDNAメチル化部位も得られてきている。糖尿病性腎症の腎臓DNAメチル化異常の同定について、順調に研究を進め、新たにメチル化異常を呈する遺伝子を抽出した。これまでに、慢性腎臓病患者の腎臓皮質を用いた研究で、慢性腎臓病では線維化因子にDNAメチル化異常が生じていることが報告されている。しかし、この研究では、糸球体を分離した皮質を用いて解析しているため、線維芽細胞の増加などによる構成細胞の変化が尿細管のDNAメチル化の変化をマスクしてしまいDNAメチル化変化が的確に得られていない可能性がある。そこで、本研究では近位尿細管を分離して純度の高い解析を行った。その結果、尿細管のフェノタイプ変化に関わりうる因子のDNAメチル化が新たに明らかになってきている。
Strategy for Future Research Activity	尿中DNAメチル化解析による腎機能悪化症例の判別について、新たな候補マーカーの検討を進める。これまでに判明している近位尿細管メチル化マーカーに加えて、症例リクルートを進めて前向き検討で得られたマーカーの検討を行う。既存のマーカーとの比較、明らかにしたDNAメチル化マーカーとの比較、パネル化による判別能との比較などを行う。糖尿病性腎症のDNAメチル化異常については、これまでに得られたメチロームデータのパスウェイ解析を進めるとともに、異常DNAメチル化を呈する遺伝子の発現の変化についての検討、臨床データとの関連性の解析を進める。また、in vitroによる検討などを進めて、得られたDNAメチル化異常遺伝子の意義を明らかにする。糖尿病性腎症および高血圧の腎臓合併症として生じる腎硬化症では腎臓の虚血が腎障害の進展に重要な役割を果たすことが知られている。腎虚血による腎障害に関わる因子をエピジェネティックな観点から検討を進める。
Causes of Carryover	これまでに得られたデータ解析、奨学寄付金などの他の予算で入手した消耗品による使用などにより、本年度分の解析は可能であったため。次年度には本研究費を用いた解析が本格化する見込みです。