2021 Fiscal Year Research-status Report
ミトコンドリアとリソソームの品質管理に着目した糖尿病性腎症の早期診断法の開発
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21K07350
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
石井 直仁 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80212819)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横場 正典 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80316942)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 糖尿病性腎症診断法 / 酸化ストレス / ニトロ化タンパク質 / ミトコンドリア / マイトファジー / 尿中ミトコンドリアタンパク質 / リソソーム / リソファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腎症発症前の糖尿病ラットの腎皮質において、酸化ストレスマーカーの3-nitrotyrosine生成亢進とミトコンドリアのニトロ化タンパク質同定により、ミトコンドリアは酸化ストレス障害を受けていることを示した。損傷ミトコンドリア蓄積は、細胞障害の原因となる可能性があり、腎機能障害を防ぐためには、損傷ミトコンドリアを分解・除去しなければならない。腎症発症前の糖尿病ラットの腎皮質において、損傷ミトコンドリアを選択的に分解・除去するマイトファジーの誘導とミトコンドリアタンパク質が尿中に排泄されることを示した。また、尿中で分解不全なミトコンドリアタンパク質が検出されたことから、マイトファジーに関わるリソソームの損傷（不全）とリソソームを選択的に隔離、修復するリソファジーの誘導が予測された。ミトコンドリアとリソソームの機能低下は、糖尿病性腎症発症・進展の一端を担っており、これらの機能評価は、腎機能評価に繋がると考える。
目的は、糖尿病性腎症の早期診断マーカーとして糖尿病で損傷したミトコンドリアとリソソームの品質管理システム（マイトファジー、リソファジー）と尿中への分解・排泄メカニズムを明らかにし、糖尿病性腎症の早期診断法を確立することである。
本年度は以下の結果を得た。
１．動物実験 マイトファジー分解不全尿中ミトコンドリアタンパク質の排泄パターン解析 同定された4種のミトコンドリアタンパク質（①ATP5S, ②AK2, ③Cpox、④TUFM）のウエスタンロッティング画像パターン解析により再現性の高い分画が認められた。
２．臨床研究 本学「研究倫理審査委員会」に、新たな協力病院での臨床研究が承認され、患者尿検体採取・分析を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2021年度に想定した研究目的の進捗状況は、「動物実験」ではおおむね順調に進展しているものの「臨床研究」ではやや遅れている。
１．動物実験
腎症発症前の糖尿病（2週間）ラットにおいて、マイトファジー分解不全な尿中ミトコンドリアタンパク質の排泄パターン解析で①同定された4種のミトコンドリアタンパク質（ATP5S, AK2, Cpox、TUFM）のウエスタンロッティング画像パターン解析により再現性の高い分画が認められた。②糖尿病性腎症動物での確認のため、糖尿病4週間ラットでの尿中ミトコンドリアタンパク質の排泄パターン解析を開始した。
２．臨床研究
本学「研究倫理審査委員会」に、新たな協力病院での臨床研究が承認され、患者尿検体採取・分析を開始した。しかし、コロナ禍の影響もあり、協力病院での検体採取が計画通り進んでいない状況である。継続し検体採取・分析を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は、「動物実験」と「臨床研究」を並行し検討を行う予定である。
１．動物実験
１）マイトファジー分解不全な尿中ミトコンドリアタンパク質の排泄パターン解析 同定された4種のミトコンドリアタンパク質（ATP5S, AK2, Cpox、TUFM）のウエスタンロッティング画像パターン解析を①腎症発症前の糖尿病（2週間）ラットと②糖尿病性腎症（糖尿病4週間）ラットにおいて昨年度に続き行う。 ２）リソゾーム機能解析 腎症発症前の糖尿病（2週間）ラット腎皮質において、リソソームを選択的に隔離、修復するリソファジーの誘導を関連タンパク質のウエスタンロッティングにより解析する。
２．臨床研究
新型コロナ禍の影響もあり協力病院での検体採取が計画通り進んでいない状況である。検体採取数確保のため、現協力病院と新規協力病院開拓を進める。
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| Causes of Carryover |
新たな協力病院が加わったものの、新型コロナ禍の影響もあり検体採取が計画通り進んでいない状況であった。各種測定項目の試薬・キットには使用期限があるため事前に多量の買い置きがでず、またその多くは高額である。
現在、検体採取数確保のため、新規協力病院開拓を進めている。科研費を無駄なく使用し、臨床研究の進展と成果を学会発表や論文投稿するため、補助事業期間の延長を申請し、次年度への使用額を繰り越しした。
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[Presentation] Mitophagy-related renal and proximal tubular protection during the normoalbuminuric stage of diabetes mellitus.2021
Author(s)
Ishii N, Carmines PK, Kurosaki Y, Imoto A, Takahashi H, Ikenaga H, Yokoba M, Ichikawa T, Takenaka T, Katagiri M
Organizer
Kidney Week 2021, American Society of Nephrology
Int'l Joint Research
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[Presentation] 腎症発症前糖尿病ラットにおける近位尿細管のマイトファジー誘導による腎機能保護について.2021
Author(s)
石井直仁, 黒崎祥史, 井本明美, 高橋博之, 池永秀樹, 土筆智晶, 小幡 進, 鈴木英明, 横場正典, 市川尊文, 竹中恒夫, 片桐真人
Organizer
第61回日本臨床化学会年次学術集会
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[Presentation] 近位尿細管において脂肪酸結合アルブミン負荷は過剰な細胞増殖を介して細胞老化を促進する.2021
Author(s)
黒崎祥史, Rikke Nielsen, 大内基司, 森田亜州華, 井本明美, 川上文貴, 鈴木英明, 市川尊文、横場正典, 片桐真人, 竹中恒夫, 石井直仁
Organizer
第61回日本臨床化学会年次学術集会
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