慢性腎臓病の病態促進因子である尿毒症物質を標的とした革新的血液浄化法の開発

• 研究課題/領域番号: 12J05768
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 宮本 洋平 熊本大学, 大学院・薬学教育部, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2012年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 慢性腎臓病 / 尿毒症物質 / 酸化ストレス / 血液透析

研究概要

本研究における最終的な達成目標は、タンパク結合性尿毒症物質の効率的除去による革新的な血液浄化方法の開発であり、その実現には、(1)尿毒症物質に対して高い親和力を有するヒト血清アルブミン(HSA)変異体の設計と効率的な作製、(2)(1)で作製したHSA変異体と尿毒症物質との結合性の定量的評価、(3)閉鎖系でのアルブミン透析による尿毒症物質の除去効率の評価(in vitro)、(4)実験動物でのアルブミン透析による尿毒症物質の除去効率の評価(in vivo)、の4つの検討項目を段階的にクリアーする必要がある。
本研究の到達目標の第一段階として、尿毒症物質に対して高い親和力を有するHSA変異体の設計と効率的な作製に加え、作製したHSA変異体と尿毒症物質との結合性の定量的評価が挙げられる。これまでの期間において、尿毒症物質3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-fUran propionate(CMPF)を研究材料とし、CMPF-HSA複合体のX線結晶構造に基づき、CMPF結合サイトであるHSAドメインIIを構成している4つのアミノ酸残基に対してランダムに変異を導入することで、様々なドメインII変異体を提示したHSAドメインIIディスプレイファージライブラリーを作成した。その中からCMPFに結合したファージをスクリーニングし、CMPFに高い親和性を有するクローンを得ることができた。さらに、ランダムに複数のクローンを選択し、これらを大腸菌にて発現させた後、この変異体を精製し、限外濾過法によりCMPFに対する結合性を評価したところ、CMPFに対する親和性の増大が観察された。加えて、In vitro透析装置(閉鎖系回路)を用いた検討からも変異体によるCMPFの引き抜き効果を確認することができた。

研究成果

• [雑誌論文] p-Cresyl sulfate causes renal tubular cell damage by inducing oxidative stress byactivation of NADPH oxidase. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Watanabe^*, Yohei Miyamoto^*,Daisuke Honda, Hisae Tariaka, Qiong Wu,Masayuki Endo, Tsuyoshi Noguchi, DaisukeKadowaki, Yu Ishima, Shunsuke Kotani,Makoto Nakajima, Keiichiro Kataoka,Shokei Kim-Mitsuyama, Motoko Tanaka,Masafumi Fukagawa, Masaki Otagiri, ToruMaruyama. (^*:Hiroshi Watanabe and YoheiMiyamoto contributed equally to this work.)
  • 雑誌名: Kidney International 巻: (印刷中) 号: 4 ページ: 582-592
  • DOI: 10.1038/ki.2012.448
  • 査読あり
• [雑誌論文] A uremic toxin, 3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropionate induces cell damage to proximal tubular cells via the generation of a radical intermediate. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yohei Miyamoto, Yasunori Katsumi Mera, Hiroshi Watanabe, Daisuke Kadowaki, Yu Ishima, Victor Tuan Giam Chuang, Keizo Sato, Masaki Otagiri, Toru Maruyama.
  • 雑誌名: Biochemical Pharmacology 巻: 84 号: 9 ページ: 1207-1214
  • DOI: 10.1016/j.bcp.2012.07.033
  • 査読あり
• [学会発表] 尿毒症物質パラクレジル硫酸のレドックス特性と腎障害、心血管疾患発症機序解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮本 洋平
  • 学会等名: 第34回 生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学薬学部(京都府)
  • 年月日: 2012-11-17
• [備考]
  • URL: http://www.pharm.kumamoto-u.ac.jp/Labs/Yakuzai/