Elucidation of the mechanism of diabetic nephropathy pathogenesis and development of preventive methods focusing on the metabolism of branched-chain amino acids during hyperglycaemia.

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06876
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49010:Pathological biochemistry-related
• Research Institution: Kobe University (2023); Keio University (2021-2022)
• Principal Investigator: Kubo Akiko 神戸大学, 医学研究科, 特命講師 (50455573)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮下 和季 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師(非常勤) (50378759)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: I型糖尿病 / 代謝解析 / 糖尿病性腎症 / イメージング質量分析 / メタボロミクス

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on amino acid metabolism and analysed energy metabolism in skeletal muscle and kidney of diabetic nephropathy model animals at the tissue level in situ by using imaging metabolomics techniques, focusing on amino acid metabolism altered by hyperglycaemia. Next, focusing on amino acid metabolism in muscle under the pathological condition of type I diabetes, metabolomic analysis of the quadriceps of type I diabetes model mice feeding a low-protein diet and a high-protein diet, and microarray analysis of C2C12 cell line and quadriceps were performed.

Free Research Field

代謝生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

糖尿病は, 多岐に渡る慢性腎不全(CKD)の原因の中で最も多い。糖尿病性腎症における病変がどのようにして形成されるのかを代謝の側面から検討することは非常に重要な課題である。この研究では、高血糖下でのエネルギー代謝の解明のため、正常マウス及び、ストレプトゾトシン(STZ)投与により膵ベータ細胞を破壊したI型糖尿病モデルマウスに高タンパク餌を与え、腎臓及びの筋肉のイメージングメタボロミクス解析、筋肉でのアミノ酸代謝解析、遺伝子発現解析を通して、I型糖尿病の病態時における代謝変化を把握し、病態形成のメカニズムの一端を明らかにすることができた。