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臓器内代謝物変化から紐解くCKD合併認知機能低下・筋消耗の発症機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K08669
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分53040:腎臓内科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 恵美子  東北大学, 薬学研究科, 准教授 (20466543)

研究分担者 高橋 信行  東北大学, 薬学研究科, 教授 (40588456)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードウレミックサルコペニア / 認知機能障害 / 尿毒素 / メチルグリオキサール / 筋萎縮 / サルコペニア / 慢性腎臓病
研究開始時の研究の概要

本研究は、慢性腎臓病(CKD)病態が認知機能障害および筋消耗を引き起こす機序を、尿毒素蓄積による臓器内・細胞内の代謝物変化からのアプローチにより解明し、CKD合併症の予防・治療法開発への展開を目的としている。具体的には、①質量分析(MS)-代謝物解析(メタボロミクス)およびイメージングMSを駆使し、CKDにおける各臓器(脳、筋、褐色・白色脂肪細胞)の細胞内代謝変化を培養細胞およびモデル動物を対象として同定し機序を解明する。さらに② 組織内代謝変化に着目した予防・治療薬の探索・評価を行う。

研究成果の概要

本研究では、慢性腎臓病(CKD)合併の認知機能障害および筋消耗の発症機序の解明を行った。我々はまず、マウス由来筋芽細胞株C2C12とマウス海馬神経細胞株HT-22を対象とし、様々な尿毒素の影響について評価をおこなった。我々の検討からインドキシル硫酸、インドールが海馬神経細胞株に悪影響を及ぼすこと、さらにメチルグリオキサールは筋芽細胞でのみ、細胞内代謝変化を誘導しATP産生を減少させることを明らかにした。さらに、CKD病態では腎臓でも細胞内代謝変調が誘導され、ニコチンアミドを投与することで、病態の進行が抑制されることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CKDでは本来体外へと排泄すべき尿毒素が体内に蓄積し、この尿毒素蓄積は腎臓や心臓に悪影響を及ぼし心血管疾患を増加させる。尿毒素蓄積は骨代謝異常、腎性貧血など種々のCKD関連合併症にも関与するが、尿毒素蓄積が認知機能低下・筋消耗にどのように関与しているかはいまだ不明な点が多い。本研究は尿毒素蓄積が海馬神経細胞株および筋芽細胞株に悪影響を及ぼすこと、またその機序を明らかにした。CKD関連-認知機能障害・筋消耗の発症進展に関与する機序の解明は、それに基づいた治療法の開発が可能となる

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Methylglyoxal Induces Inflammation, Metabolic Modulation and Oxidative Stress in Myoblast Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Todoriki Sota、Hosoda Yui、Yamamoto Tae、Watanabe Mayu、Sekimoto Akiyo、Sato Hiroshi、Mori Takefumi、Miyazaki Mariko、Takahashi Nobuyuki、Sato Emiko
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 14 号: 4 ページ: 263-263

    • DOI

      10.3390/toxins14040263

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nicotinamide Attenuates the Progression of Renal Failure in a Mouse Model of Adenine-Induced Chronic Kidney Disease2021

    • 著者名/発表者名
      Kumakura Satoshi、Sato Emiko、Sekimoto Akiyo、Hashizume Yamato、Yamakage Shu、Miyazaki Mariko、Ito Sadayoshi、Harigae Hideo、Takahashi Nobuyuki
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 13 号: 1 ページ: 50-50

    • DOI

      10.3390/toxins13010050

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of uremic toxins on hippocampal cell damage: analysis in vitro and in rat model of chronic kidney disease2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kimio、Sato Emiko、Mishima Eikan、Watanabe Mayu、Abe Takaaki、Takahashi Nobuyuki、Nakayama Masaaki
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 7 号: 2 ページ: e06221-e06221

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2021.e06221

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of the oral adsorbent AST-120 on fecal p-cresol and indole levels and on the gut microbiota composition2020

    • 著者名/発表者名
      Emiko Sato, Koji Hosomi, Akiyo Sekimoto, Eikan Mishim, Yuji Oe, Daisuke Saigusa, Sadayoshi Ito, Takaaki Abe, Hiroshi Sato, Jun Kunisawa, Toshimitsu Niwa, Nobuyuki Takahashi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 525 号: 3 ページ: 773

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.141

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Methylglyoxalが筋芽細胞の代謝に与える影響の検討2021

    • 著者名/発表者名
      細田 祐衣、佐藤 恵美子、髙橋 信行
    • 学会等名
      第46回日本医用マススペクトル学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 尿毒素暴露による神経細胞と腎不全マウス脳の細胞内代謝変調の評価2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 恵美子、渡辺 真由、熊倉 慧、髙橋 信行
    • 学会等名
      第46回日本医用マススペクトル学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 尿毒素誘導細胞内代謝変調とウレミックサルコペニア2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 恵美子
    • 学会等名
      第12回日本腎臓リハビリテーション学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腎障害で蓄積するインドキシル硫酸は酸化ストレスを誘導し神経細胞障害の一因となる2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺 真由、佐藤 恵美子、三島 英換、阿部 高明、髙橋 信行
    • 学会等名
      第74回酸化ストレス学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] CKDにおける脳細胞内代謝変調とインドキシル硫酸による海馬神経細胞障害機序の解明2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺 真由、佐藤 恵美子、三島 英換、阿部 高明、髙橋 信行
    • 学会等名
      Japan Kidney Council 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] CKDにおける腸内環境不全時の尿毒素蓄積とサルコペニア2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 恵美子
    • 学会等名
      第11回日本腎臓リハビリテーション学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 質量分析が明らかにした腎疾患における尿毒素の脅威2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 恵美子
    • 学会等名
      第60回日本臨床化学会年会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カルボニルストレス誘導筋細胞内代謝変化のGC-MSによる評価2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤恵美子、等々力 崇太、山本 多恵、宮崎 真理子 、森 建文、 伊藤 貞嘉 、佐藤 博 、高橋 信行
    • 学会等名
      第44回 日本医用マススペクトル学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Muscle wasting syndrome in renal failure2019

    • 著者名/発表者名
      Emiko Sato
    • 学会等名
      The Second Tohoku Conference on Global Japanease Studies
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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