2015 Fiscal Year Research-status Report
非糖尿病・肥満関連腎症の病態生理の解明―早期診断指標、および早期治療介入の確立
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26461236
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
徳山 博文 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (50276250)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
脇野 修 慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (50265823)
林 晃一 東京歯科大学, 歯学部, 教授 (80164937)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Rho / Rhoキナーゼ / Cell Cycle / 虚血 / PHD / HIF / p27 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまで、肥満関連腎症、糖尿病性腎症の病態生理について新知見を明らかにしてきた(Science Signaling. 2010、Int J Obes. 2012、Nature Medicine, 2013)。今研究において新たに明らかになった主な知見は３つにまとめられる。①肥満関連腎症において、その病態生理に近位尿細管Rho/Rhoキナーゼが重要である。高脂肪食肥満マウスでは、近位尿細管においてRho/Rhoキナーゼの活性化を認め、尿細管組織障害、炎症性サイトカインの誘導がみられたが、dominant-negative RhoAマウス（DN）ではこれらが改善していた。肥満関連腎症では、近位尿細管拡大に伴う機械的伸展刺激により、Rho/Rhoキナーゼ経路が活性化し、炎症性ケモカインの誘導、組織障害が惹起されることが考えられ、近位尿細管Rho/Rhoキナーゼ経路は、早期治療介入の治療ターゲットとなりうると考えられた。②近位尿細管におけるCell cycleの動態が糖尿病性腎症と肥満関連腎症で異なる。つまり、糖尿病性腎症ではcell cycle制御因子のp21, p27をERK, Bcl2, TGF-betaなど各因子が刺激し、近位尿細管細胞はhypoplasiaとなる。一方、肥満関連腎症においては、Rho/Rhoキナーゼ経路がp21, p27を刺激し、hyperplasiaとなる。③さらに、肥満関連腎症モデルマウスでは、組織学的に糸球体のみならず尿細管が肥大し、尿細管周囲毛細血管は密度が低下しており、ピモニダゾール陽性を示し、相対的虚血の存在が明らかにされた。肥満関連腎症では、PHD2/HIF1α/VEGF経路が遊離脂肪酸によってdysregulationを起こすことが明らかとなり、新たな治療ターゲットと成りうることを示唆する結果となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
近位尿細管特異的dnRhoA TGマウスを作成し、低脂肪食、高脂肪食飼育による表現型を確認し、糖尿病性腎症の前段階である肥満関連腎症の近位尿細管におけるRho/Rhoキナーゼ経路の重要性を明らかにすることができた。また、肥満関連腎症と糖尿病性腎症において、Cell Cycleの動態が全く異なることを明らかにし、このことは肥満関連腎症から糖尿病性腎症へ進行する病態生理の相違を明らかにする重要な新知見であるとともに、微量アルブミン尿に代わる早期診断指標の確立に繋がる重要な知見である。さらに、肥満関連腎症の病態生理の一つとして、相対的虚血の存在を明らかにし、PHD2/HIF1α/VEGF経路が遊離脂肪酸によってdysregulationを起こしていることを明らかにした。脂質異常が腎障害を進行させることは以前から報告されていたが、その機序を明らかにする全く新しい知見である。低酸素・虚血状態が持続することによる腎間質の組織障害は、酸素供給をさらに障害し、酸化ストレスや貧血等がこれに拍車をかけ、組織障害がさらに進行する悪循環が生じる。よって、今後の治療戦略の一つとして、腎臓内低酸素に対する治療介入が期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
近位尿細管におけるRho/Rhoキナーゼの病態生理に果たす重要性は明らかになった。さらに今後検討すべき重要な課題として、①肥満関連腎症から糖尿病性腎症への進行過程において、腎臓組織学的変化を時系列に観察し、それに平行しどの時点でRho/Rhoキナーゼ、PHD2、HIF、VEGF、Sirt１、Claudin1、NMNなど免疫組織学的変化が観察され、さらに、どの尿細管障害マーカー（NGAL、NAG、KIM-1、β2MG、LFABなど）が最も鋭敏に反応するか観察する。これにより、微量アルブミン尿に代わる新規早期診断マーカーの確立を目指し、早期治療介入を可能にする。②培養細胞系を用いて、細胞肥大を再現し（伸展刺激、アンジオテンシンII刺激、インスリン刺激）、尿細管細胞の肥大とRhoキナーゼの活性化の関係を引き続き明らかにしていく。③近位尿細管特異的dnRhoA TGマウスとdb/dbマウスを交配し、糖尿病性腎症における近位尿細管Rho/Rhoキナーゼ経路の重要性を明らかにする。④近位尿細管特異的にCre recombinaseが発現するTamoxifen誘導型NDRG Creマウスと、Flox PHD2マウスを交配し、近位尿細管特異的PDH2 KOマウスを作成し、各種腎症モデル（I型・II型糖尿病性腎症モデル、5/6腎摘腎不全モデルなど）の病態生理における虚血の重要性を明らかにしていく。⑤動物実験モデルで明らかにしてきた知見をヒト腎臓組織において検討する臨床研究を行う。つまり、腎臓移植ドナー・レシピエントの腎臓検体を用い、まず、肥満・非肥満ドナー腎の組織学的相違を検討する。さらに、肥満ドナーから非肥満レシピエント、あるいは非肥満ドナーから肥満レシピエントへの腎臓移植による組織学的変化を観察し、肥満関連腎症の病態生理をヒトで明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
肥満関連腎症の病態生理として、近位尿細管におけるCell cycleの動態が糖尿病性腎症と肥満関連腎症で異なること、組織学的に糸球体のみならず尿細管が肥大し、尿細管周囲毛細血管は密度が低下しており、相対的虚血の存在が明らかになったことなど新たな知見を得、当初予定していた以上の研究実施範囲となっているが、全体的な実験施行が計画していた以上に順調に進行することができ、物品費調達において全体的に効率的な購入が行えたため、次年度使用額が生じたと考えられる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
肥満関連腎症の病態生理として新たな知見を得たため、微量アルブミン尿に代わるさらなる新規診断指標の検索を行わなければならない。引き続き効率的運用に努めながら、次年度必要物品購入に努めていく方針である。
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[Journal Article] Communication from Tubular Epithelial Cells to Podocytes through Sirt1 and Nicotinic Acid Metabolism.2016
Author(s)
Hasegawa K, Wakino S, Sakamaki Y, Muraoka H, Umino H, Minakuchi H, Yoshifuji A, Naitoh M, Shinozuka K, Futatsugi K, Urai H, Kanda T, Tokuyama H, Hayashi K, Itoh H.
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Journal Title
Curr Hypertens Rev.
Volume: *
Pages: *
Peer Reviewed
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[Journal Article] The role of adipose tissue asymmetric dimethylarginine/dimethylarginine dimethylaminohydrolase pathway in adipose tissue phenotype and metabolic abnormalities in subtotally nephrectomized rats.2015
Author(s)
Minakuchi H, Wakino S, Hosoya K, Sueyasu K, Hasegawa K, Shinozuka K, Yoshifuji A, Futatsugi K, Komatsu M, Kanda T, Tokuyama H, Hayashi K, Itoh H.
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Journal Title
Nephrol Dial Transplant.
Volume: 31(3)
Pages: 413-423
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Insulin resistance in chronic kidney disease is ameliorated by spironolactone in rats and humans.2015
Author(s)
Hosoya K, Minakuchi H, Wakino S, Fujimura K, Hasegawa K, Komatsu M, Yoshifuji A, Futatsugi K, Shinozuka K, Washida N, Kanda T, Tokuyama H, Hayashi K, Itoh H
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Journal Title
Kidney Int
Volume: 87
Pages: 749-760
DOI
Peer Reviewed
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