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分子生物学・鉱物学・隕石学の融合による尿路結石の形成機序解明と新規予防法の創設

研究課題

研究課題/領域番号 20K21658
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分56:生体機能および感覚に関する外科学およびその関連分野
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

田口 和己  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (00595184)

研究分担者 安藤 亮介  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (30381867)
安井 孝周  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40326153)
岡田 淳志  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (70444966)
濱本 周造  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (80551267)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード尿路結石 / オステオポンチン / マクロファージ / シュウ酸カルシウム / シュウ酸カルシウム結石 / 無機分子 / 有機分子 / 鉱物学 / 隕石学
研究開始時の研究の概要

尿路結石は生涯罹患率12%にまで達する国民病であるが、現在有効な予防薬は開発されていない。これまで私たちは分子生物学的な手法を用いて、尿路結石のマトリックス蛋白であるオステオポンチンを同定・機能解析を行ってきた。しかし、結石を構成する無機・有機分子の解析は技術的に困難であり、根本となる結石構造の詳細を知ることは叶わなかった。本研究では、鉱物・隕石学の分析技術を活用した医工連携プロジェクトを開始する。
尿路結石の薄片作製を行い、尿路結石を構成する①無機分子の構造・分布解析、②有機分子の構造・分布解析を行う。これらの手法により、結石形成の成因を同定し創薬を行う。

研究成果の概要

本研究では、医工連携プロジェクトとして尿路結石の形成過程を解明するため、鉱物学・隕石学の技術を活用した。尿路結石の結晶構造の解析、蛍光免疫染色を用いた有機成分の分布構造の解析から、尿路結石には無機成分のCOMやCOD結晶の構造が存在し、有機成分のOPNやRPTF-1が結晶内に分布していることが明らかになった。
またオステオポンチン(OPN)の役割を調べるための結石モデルマウス実験から、OPNが結晶形成に関与する重要な蛋白質であり、免疫細胞のシグナル伝達や貪食機能を制御することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果から、結石が無機分子・有機分子からいくつかの代表的なタイプに分かれることが明らかになった。これらのCOM・CODまたOPNなどの機能特性は、結石の形成メカニズムにも重要な役を担っており、今後、バイオマーカーの探索や、これらをターゲットとした新規治療の開発にも繋がる。本研究のような新たな視点から病態解明を行うことで、これまでとは違った視点での治療を確立することができ、増大する尿路結石患者の減少にも貢献することができると思われる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of California San Francisco(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of California San Francisco(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Microdamage analysis of single-use flexible ureteroscope immediately after lithotripsy use2022

    • 著者名/発表者名
      Sugino Teruaki、Taguchi Kazumi、Unno Rei、Hamamoto Shuzo、Ando Ryosuke、Okada Atsushi、Yasui Takahiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 18367-18367

    • DOI

      10.1038/s41598-022-23345-z

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Maternal family history of urolithiasis is associated with earlier age of onset of stone disease2022

    • 著者名/発表者名
      Unno Rei, Taguchi Kazumi, Gregory Hosier, Manint Usawachintachit, Wilson Sui, Heiko Yang, Fadl Hamouche, David Bayne, Marshall Stoller, Thomas Chi
    • 雑誌名

      World J Urol

      巻: 41 号: 1 ページ: 241-247

    • DOI

      10.1007/s00345-022-04221-x

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Macrophage Function in Calcium Oxalate Kidney Stone Formation: A Systematic Review of Literature2021

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Kazumi、Okada Atsushi、Unno Rei、Hamamoto Shuzo、Yasui Takahiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 12 ページ: 673690-673690

    • DOI

      10.3389/fimmu.2021.673690

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multicolor imaging of calcium-binding proteins in human kidney stones for elucidating the effects of proteins on crystal growth2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yutaro、Maruyama Mihoko、Okada Atsushi、Furukawa Yoshihiro、Momma Koichi、Sugiura Yuki、Tajiri Rie、Sawada Koichi P.、Tanaka Shunichi、Takano Kazufumi、Taguchi Kazumi、Hamamoto Shuzo、Ando Ryosuke、Tsukamoto Katsuo、Yoshimura Masashi、Mori Yusuke、Yasui Takahiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 16841-16841

    • DOI

      10.1038/s41598-021-95782-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Low bone mineral density is a potential risk factor for symptom onset and related with hypocitraturia in urolithiasis patients: a single-center retrospective cohort study2020

    • 著者名/発表者名
      Taguchi K, Hamamoto S, Okada A, Tanaka Y, Sugino T, Unno R, Kato T, Ando R, Tozawa K, Yasui T
    • 雑誌名

      BMC Urology

      巻: 20 号: 1 ページ: 174-174

    • DOI

      10.1186/s12894-020-00749-5

    • 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] Fatty acid?binding protein 4 downregulation drives calcification in the development of kidney stone disease2020

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Kazumi、Chen Ling、Usawachintachit Manint、Hamamoto Shuzo、Kang Misun、Sugino Teruaki、Unno Rei、Tzou David T.、Sherer Benjamin A.、Okada Atsushi、Yasui Takahiro、Ho Sunita P.、Stoller Marshall L.、Chi Thomas
    • 雑誌名

      Kidney International

      巻: - 号: 5 ページ: 1042-1056

    • DOI

      10.1016/j.kint.2020.01.042

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ヒトとモデル動物における尿路結石症のマルチオミクス解析2022

    • 著者名/発表者名
      茶谷 亮輔、田口 和己、須江 保仁、服部 竜也、磯谷 正彦、岡田 朋記、河瀨 健吾、田中 勇太朗、杉野 輝明、濵本 周造、宇佐美 雅之、安藤 亮介、岡田 淳志、戸澤 啓一、岡田 随象、安井 孝周
    • 学会等名
      日本尿路結石症学会第32回学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マクロファージにおける結晶付着および結晶貪食のオステオポンチンの機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      服部 竜也、田口 和己、鳥居 孝英、須江 保仁、磯谷 正彦、茶谷 亮輔、岡田 朋記、河瀨 健吾、田中 勇太朗、杉野 輝明、濵本 周造、安藤 亮介、岡田 淳志、安井 孝周
    • 学会等名
      日本尿路結石症学会第32回学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] AI を用いた経皮的経尿道的同時砕石術後に再発リスクの高い結石成分の同定2022

    • 著者名/発表者名
      丸山 美帆子、Sahil Dwivedi、佐々木 勇和、安藤 亮介、田口 和己、濵本 周造、高野 和文、吉川 洋史、吉村 政志、安井 孝周、森 勇介
    • 学会等名
      日本尿路結石症学会第32回学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Guideline and Daily Practice of Urolithiasis2022

    • 著者名/発表者名
      Yasui Takahiro
    • 学会等名
      Uzbekistan International Seminar
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 結石を溶かす:尿路結石診療のイノベーションを目指して2021

    • 著者名/発表者名
      田口 和己
    • 学会等名
      第109回日本泌尿器科学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] FATTY ACID BINDING PROTEIN 4 ATTENUATES MACROPHAGE AND TUBULAR CELLS CRYSTAL PHAGOCYTOSIS TO DRIVE RENAL CALCIUM OXALATE STONE DEVELOPMENT2021

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Kazumi, Unno Rei, Sugino Teruaki, Kawase Kengo, Heiko Yang, Hamamoto Shuzo, Okada Atsushi, Marshall Stoller, Yasui Takahiro, Tom Chi
    • 学会等名
      American Urological Association Annual Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多重免疫染色法を応用した尿路結石形成におけるCalcium-Binding Proteinの機能解明2021

    • 著者名/発表者名
      田中 勇太朗、岡田 淳志、丸山 美帆子、吉川 善博、田尻 理恵、門馬 綱一、杉浦 悠紀、田口 和己、濵本 周造、吉村 政志、森 勇介、安井 孝周
    • 学会等名
      日本尿路結石症学会第31回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨代謝の改善からみた尿路結石症の治療戦略2021

    • 著者名/発表者名
      田口 和己
    • 学会等名
      日本尿路結石症学会第31回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨密度が影響を及ぼす尿路結石症患者の臨床アウトカムの横断的および縦断的関連解析2020

    • 著者名/発表者名
      田口 和己、濵本 周造、岡田 淳志、河瀬 健吾、岡田 朋記、茶谷 亮輔、加藤 大貴、広瀬 真仁、遠藤 純夫、坂倉 毅、安藤 亮介、戸澤 啓一、郡 健二郎、安井 孝周
    • 学会等名
      第93回日本内分泌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 尿路結石の発症に関わるfatty acid binding protein 4の同定と機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      田口 和己、河瀬 健吾、杉野 輝明、海野 怜、濵本 周造、安藤 亮介、岡田 淳志、安井孝周
    • 学会等名
      第29回泌尿器科分子・細胞研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 隕石学的技術を応用した二次元マッピング法による腎結石の構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      田中 勇太朗、岡田 淳志、丸山 美帆子、田口 和己、濵本 周造、森 勇介、郡 健二郎、安井 孝周
    • 学会等名
      第63回日本腎臓学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 尿路結石症の未来へ~基礎研究から予防を再考する~2020

    • 著者名/発表者名
      杉野 輝明、田中 勇太朗、海野 怜、田口 和己、濵本 周造、安藤 亮介、岡田 淳志、安井 孝周
    • 学会等名
      第70回日本泌尿器科学会中部総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 尿路結石形成に関わる遺伝子ネットワークの同定と溶解治療への可能性2020

    • 著者名/発表者名
      田口 和己、濵本 周造、岡田 淳志、安井 孝周
    • 学会等名
      第108回日本泌尿器科学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fatty acid binding protein 4 drives calcification in the development of kidney stone disease2020

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Kazumi, Chen Ling, Hamamoto Shuzo, Sugino Teruaki, Kang Misun, Unno Rei, Benjamin A Sherer, Manint Usawachintachit, David T Tzou, Okada Atsushi, Sunita P Ho, Marshall L Stoller, Yasui Takahiro , and Thomas Chi
    • 学会等名
      American Urological Association Annual Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 尿路結石の形成機序の新展開-マクロファージと免疫機能2022

    • 著者名/発表者名
      田口 和己、服部 竜也、杉野 輝明、濵本 周造、岡田淳志、安井 孝周
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      科学評論社
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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