Elucidation of the role of the Keap1-Nrf2 mechanism in the regulation of glomerular filtration rate (GFR)

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K08323
• Research Institution: Kawasaki Medical School
• Principal Investigator: 城所 研吾 川崎医科大学, 医学部, 講師 (50435020)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柏原 直樹 川崎医科大学, 医学部, 教授 (10233701) ; 長洲 一 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (40412176) ; 角谷 裕之 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (70509265)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: Keap1-Nrf2機構 / GFR制御 / TRPC / 細胞内カルシウム

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、Nrf2活性化による糸球体濾過率（GFR）の上昇機序の解明を目的に行われた。Nrf2活性化は、糸球体輸入細動脈と輸出細動脈比率や糸球体透過性に影響を与えずにGFRを増加させ、糸球体内圧に影響を与えていないことが示唆された。さらに、Nrf2活性化は糸球体容積と腎血流を増加させたため、GFRへの影響は、限外濾過係数および腎血流の増加によるものと考えられた。糸球体濾過面積は、主にメサンギウム細胞の収縮・拡張によって制御され、実際Nrf2活性化によるGFR増加のメカニズムは、メサンギウム細胞を介した糸球体濾過面積の増加である可能性があることが示唆されている。本研究では糸球体のポドサイトに焦点を当て、Nrf2活性化とポドサイトにおけるカルシウム媒介シグナリングに及ぼす役割を検証した。酸化ストレス（H2O2刺激）によってポドサイトへのカルシウム流入が誘導されたが、これらの効果はNrf2活性化によって抑制された。さらにTRPC5および6の阻害により、H2O2によるポドサイトへのカルシウム流入が減少した。またTRPC6およびTRPC5阻害剤の投与により、マウスの腎血流とGFRの増加が確認された。これらの結果は、TRPC5および6がポドサイトへのカルシウム流入の主要経路であり、Keap1-Nrf2経路がTRPCの活性、およびそれによってポドサイトのカルシウムシグナリングに影響を与えることを示唆した。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

入念に予備実験を行なっていたため、実験計画の大きな変更なく、想定通りの実験結果が得られている。

Strategy for Future Research Activity

本研究で得られた成果の論文化、およびKeap1-Nrf2経路による腎微小循環動態制御の新規機序についての構想を立てる。

Causes of Carryover

実験計画がスムーズに進行し、必要マウス数が想定以下であったことや、イメージングの試薬等の使用量も想定以下であったことが、次年度使用額が生じた主な理由である。また海外の学会参加ができなかったため、渡航費などの不使用も理由となる。
積極的に本研究成果を国内・外で発表していくと同時に、残りの研究計画を進めるための費用とする予定である。