2013 Fiscal Year Research-status Report
慢性腎臓病と異常腸内細菌叢による悪循環「腸腎連関」の病態生理の解明
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25461210
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大瀬 貴元 東京大学, 医学部附属病院, 臨床登録医 (10568447)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 喜裕 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (10529192)
稲城 玲子 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (50232509)
南学 正臣 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (90311620)
和田 健彦 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (90447409)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 慢性腎臓病 / 腸内細菌 / 尿毒素 / インドキシル硫酸 / インドール |
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| Research Abstract |
腎障害と尿毒素、腸内環境の変化についての研究を進めるにあたり、平成25年度は5/6腎摘ラットによる慢性腎臓病(CKD)モデルを採用し、腸内環境の変化の評価を行った。当初計画では疾患惹起3ヶ月モデルでの評価を予定していたが、多くの条件検討を必要とすることから初期評価には1ヶ月モデルを用いた。腸内環境変化に対する評価項目は細胞浸潤、腸管上皮細胞の形態変化、腸内細菌叢16S RNAに対するPCRでの定量的評価などの検討を行った。腸内細菌叢は疾患惹起1ヶ月でクロストリジウム群の一種で菌数の増加が認められた。このとき有意な炎症細胞浸潤は認めなかったが形態的な変化を認めた。また代表的な尿毒素であるインドキシル硫酸の血清濃度の上昇やその前駆体であるインドール濃度の腸管内での上昇を認めた。この段階では腎機能障害はさほど強くなかったが、それにも関わらず血清尿毒素などの上昇を認めることが明らかとなった。
CKD惹起による腸内細菌叢の変化を抑制する目的でガラクトオリゴ糖を投与する実験を行った。するとCKDモデルで増加が見られたクロストリジウム群の増加抑制が認められた。また血中のインドキシル硫酸濃度も低下しており、ガラクトオリゴ糖を投与することで腸内環境が改善され、同時に尿毒症状態が改善されることが明らかとなった。このためここまでの成果をまず論文にまとめることとし、現在投稿手続き中である。
CKDにおける腸管での慢性炎症状態の評価とバリア機能への影響の評価も予定しており、この目的で血清エンドトキシン濃度の測定を試みたが、モデル動物で有意なエンドトキシン濃度の上昇が認められず、まだ技術的な問題が存在する可能性も考え、今後もアッセイ系の確立に務める予定である。さらに腸管上皮細胞のバリア機能については現在蛍光ラベルしたトレーサー投与によりバリア機能を評価する系を確立中であり、引き続き平成26年度に評価を行っていく方針としている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
CKDにおける腸内環境の変化を、腸内細菌叢、尿毒素濃度など複数の視点で解析できたことは新規性があり、一部予定していた実験系が十分な信頼性を持って稼働しなかったこともあったものの、現在論文として投稿中であり、十分な達成度であったと評価したい。
一方でエンドトキシン測定の技術的問題やバリア機能の評価については当初の想定よりも時間がかかっているものの、あまり困難であるようであれば代替方法も検討していくことで実験の遅滞をなるべく生まないようにしていきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で強調している「腸腎連関」について、平成25年度の研究で示された「腎障害惹起で腸内環境が変化する」、という基本的な概念を平成26年度はさらに発展させ、粘膜の炎症、腸管上皮の緻密性の低下、尿毒素の上昇、腸内細菌叢の変化の関連について評価を深めていく予定としている。
まず腎障害惹起により尿毒素が蓄積することが初期の腸管内環境の変化に重要である、という仮説を立て、CKD/腎不全でないマウスに対して尿毒素のみを腹腔内投与した場合、または尿毒素前駆体を経口投与した場合、にわけて尿毒素の腸内環境への短期的な影響を評価していくことを予定している。現在すでに尿毒素の投与量による臓器障害や他臓器への影響、の検討をほぼ終了しており、今後は条件を絞ってさらに発展的な評価を行っていきたい。
その過程でタイトジャンクション蛋白の発現評価を行い、腸管粘膜に起きている変化を接着分子の発現低下や機能低下で定量的な評価を行っていくことが出来ないか、検討していきたい。
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