腎結石のマトリックス成分（オステオポンチン）の機能解析と抗体治療への応用

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24791663
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 濱本 周造 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (80551267)
• Keywords: 尿路結石 / オステオポンチン / 抗体治療

Research Abstract

尿路結石は90％の無機物質と数％の有機物質（マトリックス）から構成されている。私たちは、マトリックス成分が結石形成に重要であると考え、有機物質の成分としてオステオポンチン（OPN）を同定し、結石形成の分子機構を解明してきた。OPNは多くの機能部位を持ち、特徴的な機能部位としては①Ca結合領域（Caとの親和性が高い2か所のCa結合領域。）②細胞接着領域（RGD配列）（インテグリンと結合し、細胞接着に関わるアミノ酸配列）③トロンビン切断部位（トロンビンの存在によってOPNが2つに切断され、新たな機能部位が露出される配列）がある。OPNの機能解析を行うため、OPNノックアウトマウスを作成しモデルマウス同様にシュウ酸前駆物質を投与し検討した。OPNノックアウトマウスではwild typeと比較し、結石形成数が少なく、形態的にも結石が成長しないことから、OPNが結石形成に必須であることを証明した。さらにOPN機能部位の詳細を検討するため、各々の機能部位を不全にした変異OPN遺伝子導入トランスジェニックマウスを作成し検討した結果、Ca結合領域は結石の成長に、細胞接着領域は結石の形成量に関与することを明らかにした。
この結果をうけて、これらのすべての機能部位に対する抗体を作成し、その尿路結石形成に対する影響を観察したところ、RGD配列に隣接するトロンビン切断部位に対する特異的な抗体のみが、結石モデルマウスの結石形成量や形態形成が抑制することを証明した。
本研究結果を、日本泌尿器科学会総会や、米国泌尿器科学会などで報告した。現在は引き続き、ヒトにより遺伝学的背景の近いサルを用いて分子標的治療薬（OPN抗体）の開発を行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

現在までに、RGD配列に隣接するトロンビン切断部位に対する特異的な抗体を開発し、マウスに対してはこの抗体を用いた治療に成功した。引き続き、サルを用いた分子標的治療薬の開発を続けている。その第一段階として、サルにおける尿路結石形成リスクの解明を目指している。サルの中で尿路結石を自然発祥する個体をCTで検索し、形成リスクを検討しているが、サルはヒトと比較し、尿路結石が少ない動物であるため、自然発症する個体を探索することが困難な状況である。

Strategy for Future Research Activity

尿路結石を自然発症するサルの検察は困難であるため、高脂肪・高シュウ酸食を投与することでメタボリックシンドロームと高Ca尿症を惹起させ、尿路結石モデルを確立する。尿路結石形成モデルの作成が可能となれば、尿中パラメーターを検討することで、結石形成の指標（バイオマーカー）を探索する。同時にサルに対するOPN抗体を作成し、投与による毒性についての検討を行う。

Research Products

• [Journal Article] Oxygen nano-bubble water reduces calcium oxalate deposits and tubular cell injury in ethylene glycol-treated rat kidney. Urolithiasis (2013)
  • Author(s): Hirose Yasuhiko, Yasui Takahiro, Taguchi Kazumi, Fujii Yasuhiro, Niimi Kazuhiro, Hamamoto Shuzo, Okada Atsushi, Kubota Yasue, Kawai Noriyasu, Itoh Yasunori, Tozawa Keiichi, Sasaki Shoichi, Kohri Kenjiro
  • Journal Title: Urolithiasis Volume: 41 Pages: 279-294
  • DOI: 10.1007/s00240-013-0576-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association of the loci 5q35.3, 7p14.3 and 13q14.1 with urolithiasis in the Japanesse population. (2013)
  • Author(s): Yasui Takahiro, Okada Atsushi, Usami Masayuki, Ito Yasuhiko, Taguchi Kazumi, Fujii Yasuhiro, Niimi Kazuhiro, Hamamoto Shuzo, Ando Ryosuke, Hirose Masahito, Itoh Yasunori, Tozawa Keiichi, Higashi Yoshikazu, Sato Yoshikazu, Matsuda Koichi, Kohri Kenjiro
  • Journal Title: European Urology Supplements Volume: 12 Pages: 36
  • DOI: 10.1038/jhg.2013.59
• [Journal Article] Macrophage-derived cytokines and chemokines may be novel markers to predict calcium oxalate stone formation in humans. (2013)
  • Author(s): Okada Atsushi, Yasui Takahiro, Taguchi Kazumi, Ito Yasuhiko, Hirose Yasuhiko, Fujii Yasuhiro, Niimi Kazuhiro, Usami Masayuki, Kobayashi Takahiro, Hamamoto Shuzo, Hirose Masahito, Itoh Yasunori, Tozawa Keiichi, Kohri Kenjiro
  • Journal Title: European Urology Supplements Volume: 12 Pages: 60
• [Journal Article] The technique of endoscopic combined intrarenal surgery in the prone splint-leg position: Prone position is suitable for simultaneous operation of flexible ureteroscopy and mini-percutaneous nephrolithotomy (2013)
  • Author(s): Hamamoto Shuzo, Yasui Takahiro, Koiwa Satoshi, Isero Tetsuya, Kamiya Hiroyuki, Okada Atsushi, Taguchi Kazumi, Hashimoto Yoshihiro, Tozawa Keiichi, Iwase Yutaka, Kohri Kenjiro
  • Journal Title: European Urology Supplements Volume: 12 Pages: 68
• [Journal Article] Efficacy of retroperitoneal laparoscopic ureterolithotomy for the treatment of large proximal ureteric stones and its impact on renal function. (2013)
  • Author(s): Yasui Takahiro, Okada Atsushi, Hamamoto Shuzo, Taguchi Kazumi, Ando Ryosuke, Mizuno Kentaro, Itoh Yasunori, Tozawa Keiichi, Hayashi Yutaro, Kohri Kenjiro
  • Journal Title: Springer Plus Volume: 2 Pages: 600
  • DOI: 10.1186/2193-1801-2-600
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 細径腎盂鏡にTULを併用したサンゴ状結石治療 (2013)
  • Author(s): 浜本 周造、安井 孝周、岡田 淳志、小岩 哲、伊勢呂 哲也、神谷 浩行、橋本 良博、戸澤 啓一、岩瀬 豊、郡 健二郎
  • Organizer: 第27回日本泌尿器内視鏡学会総会
  • Place of Presentation: ウェスティンナゴヤキャッスル（名古屋）
  • Year and Date: 20131107-20131109
• [Presentation] The technique of endoscopic combined intrarenal surgery in the prone splint-leg position: Prone position is suitable for simultaneous operation of flexible ureteroscopy and mini-percutaneous nephrolithotomy. (2013)
  • Author(s): Hamamoto Shuzo, Yasui Takahiro, Koiwa Satoshi, Isero Tetsuya, Kamiya Hiroyuki, Okada Atsushi, Taguchi Kazumi, Hashimoto Yoshihiro, Tozawa Keiichi, Iwase Yutaka, Kohri Kenjiro
  • Organizer: 2nd Meeting of the EAU Section of Urolithiasis
  • Place of Presentation: the Hotel Scandic Copenhagen（コペンハーゲン、デンマーク）
  • Year and Date: 20130905-20130907
• [Presentation] Successful results of endoscopic combined intrarenal surgery against large calculi; simultaneous use of flexible ureteroscopy and mini-percutaneous nephrolithotomy overcame the drawbacks of the monotherapy of percutaneous nephrolithotomy. (2013)
  • Author(s): Hamamoto Shuzo, Yasui Takahiro, Koiwa Satoshi, Isero Tetsuya, Okada Atsushi, Kamiya Hiroyuki, Hashimoto Yoshihiro, Fujita Keiji, Tozawa Keiichi, Iwase Yutaka, Kohri Kenjiro
  • Organizer: American Urological Association Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego Convention Center( San Diego, USA)
  • Year and Date: 20130504-20130508
• [Presentation] 「腹臥位」によるTULとPNLの同時治療法の開発～３D-CTによる腹臥位治療の有用性の検討～ (2013)
  • Author(s): 浜本 周造、安井 孝周、小岩 哲、伊勢呂 哲也、飯田 啓太郎、神谷 浩行、橋本 良博、藤田 圭治、林 祐太郎、岩瀬 豊、郡 健二郎
  • Organizer: 第101回日本泌尿器科学会総会
  • Place of Presentation: さっぽろ芸術文化の館（札幌）
  • Year and Date: 20130425-20130428
• [Presentation] 腎結石の新規防御法の開発に向けたM-CSF誘導による抗炎症性マクロファージ(M2)の解析 (2013)
  • Author(s): 田口 和己、岡田 淳志、安井 孝周、新美 和寛、浜本 周造、戸澤 啓一、郡 健二郎
  • Organizer: 第101回日本泌尿器科学会総会
  • Place of Presentation: さっぽろ芸術文化の館（札幌）
  • Year and Date: 20130425-20130428
• [Presentation] 腎結石の溶解療法の開発に向けたマクロファージによるシュウ酸カルシウム結晶の貪食機序の解明 (2013)
  • Author(s): 岡田 淳志、安井 孝周、田口 和己、藤井 泰普、浜本 周造、伊藤 恭典、戸澤 啓一、郡 健二郎
  • Organizer: 第101回日本泌尿器科学会総会
  • Place of Presentation: さっぽろ芸術文化の館（札幌）
  • Year and Date: 20130425-20130428