腸腎連関ネットワークの解明による腎臓病治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 21H02932
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 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: 阿部 高明 東北大学, 医工学研究科, 教授 (80292209)
• 研究分担者: 大坪 和香子 東北大学, 農学研究科, 助教 (00598203) ; 倉永 英里奈 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90376591)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
• キーワード: CKD / 腸内細菌 / ミトコンドリア / 腸内細菌連関 / 慢性腎臓病 / 尿毒素 / 腎臓

研究開始時の研究の概要

ミトコンドリア機能異常に伴う腎疾患（ミトコンドリア関連腎症）は特異的な治療薬は無く既存治療を行なうしかない。申請者はATP産生を促進する新規合成インドール化合物MA-5を見いだした。MA-5の原型となった植物ホルモンのIAAが人間の体内ある理由は腸内細菌にある。そこで本研究は腸腎連関を解明するためにiPS細胞誘導腸管上皮細胞を用いた人工腸管モデルによる共培養系でミトコンドリアと腸内細菌叢の相互の制御ネットワークを解明し、ミトコンドリア病患者由来iPSから誘導した腎細胞モデルによる病態解明と腸内細菌産生代謝物のミトコンドリア機能改善作用を解明して腸から腎ミトコンドリア制御する機構を明らかにする。

研究成果の概要

ミトコンドリア機能異常に伴う腎疾患（ミトコンドリア関連腎症）は多くの病態を惹起するが特異的な治療薬は無く既存治療を行なうしかなかった。申請者はATP産生を促進する新規合成インドール化合物MA-5を見いだした。MA-5の原型となった植物ホルモンのIAAが人間の体内ある理由は腸内細菌にある。ヒトの内共生体のミトコンドリアと外共生体の腸内細菌叢は低分子化合物により相互に作用し宿主のヒトの健康と寿命を規定する。 本研究は腸腎連関を解明するためにミトコンドリアと腸内細菌叢の相互の制御ネットワークを解明しミトコンドリア機能改善作用を解明して腸から腎ミトコンドリア制御する機構を解明し新たな治療を開発する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトの腸内細菌叢は宿主の栄養や免疫制御を担い、CKD患者の腸内細菌叢は尿毒素産生や炎症を惹起して腎障害を増悪する「ディスバイオーシス」の状態にある。申請者はこの「腸腎連関」をCKD治療に応用する研究を世界に先駆けて推進し、新規下剤やSGLT2阻害薬、尿毒素合成酵素阻害薬などが腸内細菌叢を変化させ尿毒素の低減と腎機能改善をもたらすこと報告した。腸内細菌の代謝物を研究する事がミトコンドリア機能調節の新しいメカニズム解明に繋がり、最終的にミトコンドリア腎症の　治療に結付くと考え本申請に至った。