早期CKD患者の精密医療を目指した予後評価法の開発

• 研究課題/領域番号: 21H02935
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 猪阪 善隆 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (00379166)
• 研究分担者: 山本 陵平 大阪大学, キャンパスライフ健康支援・相談センター, 教授 (00533853) ; 木村 友則 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい准教授 (00631300) ; 井上 和則 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (10631301) ; 水井 理之 大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (30423106) ; 松井 功 大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (60456986) ; 高畠 義嗣 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (30403075)
• 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: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2021年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
• キーワード: CKD / 精密医療 / AIによる腎病理診断 / シングルセルRNA解析 / D-アミノ酸 / オートファジー / AIによる腎病理解析 / Single cell RNA seq / AI / シングルセルRNA-seq解析 / エクソソーム解析

研究開始時の研究の概要

我が国の透析患者の増加は医療経済的にも重大な問題であり、その対処法開発は喫緊の課題
である。2018年度腎疾患対策報告書の掲げるkey performance indicator (KPI)である、「2028年までに新規透析導入患者数を10%削減すること」を達成するために早期慢性腎臓病
(CKD)患者の精密医療を目指した予後評価法を開発する。

研究成果の概要

早期慢性腎臓病(CKD)患者の精密医療を目指した予後評価法を開発するために、1)人工知能(AI)や超解像度顕微鏡を利用した組織学的側面からの新規腎病理評価法確立するとともに、2)腎生検組織のsingle cell RNA sequence (scRNA-seq)解析やCKD患者の末梢血細胞FACS解析を用いた一細胞レベルの精密な遺伝子発現及び細胞間コミュニケーションの検討や3)腎病変進展に保護的役割を担うオートファジーの非侵襲的定量法の開発を行うとともに、4)既存の電子カルテ情報や新規腎病態マーカーとしてのD-アミノ酸解析データを統合し、5)AIを用いて腎予後を規定する本質的特徴量を抽出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年提唱された糖尿病関連腎臓病は、従来の「糖尿病性腎症」に加え、非典型的な経過を辿る糖尿病関連腎疾患を包括している。糸球体腎炎にもステロイドに反応良好な患者と反応不良な患者が存在する。このように一つの疾患概念に、病態の異なる複数の異なる病態が混在している場合、その臨床的鑑別が困難であるだけでなく、適切な治療を行う事もできない。2028年までに年間新規透析導入患者数を35,000人以下に減少させるという KPI を設定している。このようなKPIを達成するために、本研究で行った個々のCKD患者の病態を的確に把握したうえで患者を層別化し、病態に応じた精密医療を早期から開始する重要性が確認できた。

研究成果

• [雑誌論文] Association between urinary uric acid excretion and kidney outcome in patients with CKD (2024)
  • 著者名/発表者名: Asahina Yuta、Sakaguchi Yusuke、Oka Tatsufumi、Hattori Koki、Kawaoka Takayuki、Doi Yohei、Yamamoto Ryohei、Matsui Isao、Mizui Masayuki、Kaimori Jun-Ya、Isaka Yoshitaka
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 14 号: 1 ページ: 5119-5119
  • DOI: 10.1038/s41598-024-55809-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of a three-dimensional HPLC system for the determination of serine, threonine and allo-threonine enantiomers in the plasma of patients with chronic kidney disease (2024)
  • 著者名/発表者名: Oyaide Mai、Ishii Chiharu、Akita Takeyuki、Kimura Tomonori、Sakai Shinsuke、Mizui Masayuki、Mita Masashi、Ide Tomomi、Isaka Yoshitaka、Hamase Kenji
  • 雑誌名: Journal of Chromatography A 巻: 1719 ページ: 464739-464739
  • DOI: 10.1016/j.chroma.2024.464739
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of Individual Variation of d-Amino Acids in Human Plasma by a Two-Dimensional LC-MS/MS System and Application to the Early Diagnosis of Chronic Kidney Disease (2024)
  • 著者名/発表者名: Ishii Chiharu、Akita Takeyuki、Kimura Tomonori、Sakai Shinsuke、Mita Masashi、Ide Tomomi、Isaka Yoshitaka、Hamase Kenji
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 96 号: 12 ページ: 4876-4883
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.3c05309
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] HKDC1, a target of TFEB, is essential to maintain both mitochondrial and lysosomal homeostasis, preventing cellular senescence (2024)
  • 著者名/発表者名: 1.Cui, M., Yamano, K., Yamamoto, K., Yamamoto-Imoto, H., Minami, S., Yamamoto, T., Matsui, S., Kaminishi, T., Shima, T., Ogura, M., Tsuchiya, M., Nishino, K., Layden B., Kato, H., Ogawa, H., Oki, S., Okada, Y., Isaka, Y., Kosako, H., Matsuda, N., *Yoshimori, T., *Nakamura, S.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 121 号: 2
  • DOI: 10.1073/pnas.2306454120
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] d-Alanine Affects the Circadian Clock to Regulate Glucose Metabolism in the Kidney (2023)
  • 著者名/発表者名: Sakai Shinsuke、Tanaka Youichi、Tsukamoto Yusuke、Kimura-Ohba Shihoko、Hesaka Atsushi、Hamase Kenji、Hsieh Chin-Ling、Kawakami Eiryo、Ono Hiraku、Yokote Kotaro、Yoshino Mitsuaki、Okuzaki Daisuke、Matsumura Hiroyo、Fukushima Atsuko、Mita Masashi、Nakane Maiko、Doi Masao、Isaka Yoshitaka、Kimura Tomonori
  • 雑誌名: Kidney360 巻: 5 号: 2 ページ: 237-251
  • DOI: 10.34067/kid.0000000000000345
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Age-associated decline of MondoA drives cellular senescence through impaired autophagy and mitochondrial homeostasis (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto-Imoto Hitomi et al.,
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 38 号: 9 ページ: 110444-110444
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110444
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of Diabetic Nephropathy in Patients Undergoing Kidney Biopsy through Blood and Urinary Profiles of d-Serine (2021)
  • 著者名/発表者名: Iwata Yukimasa、Okushima Hiroki、Hesaka Atsushi、Kawamura Masataka、Imamura Ryoichi、Takahara Shiro、Horio Masaru、Tanaka Youko、Ikeda Tatsuhiko、Nakane Maiko、Mita Masashi、Hayashi Terumasa、Isaka Yoshitaka、Kimura Tomonori
  • 雑誌名: Kidney360 巻: 2 号: 11 ページ: 1734-1742
  • DOI: 10.34067/kid.0004282021
  • 査読あり
• [雑誌論文] d-Serine Mediates Cellular Proliferation for Kidney Remodeling (2021)
  • 著者名/発表者名: Hesaka Atsushi、Tsukamoto Yusuke、Nada Shigeyuki、Kawamura Masataka、Ichimaru Naotsugu、Sakai Shinsuke、Nakane Maiko、Mita Masashi、Okuzaki Daisuke、Okada Masato、Isaka Yoshitaka、Kimura Tomonori
  • 雑誌名: Kidney360 巻: 2 号: 10 ページ: 1611-1624
  • DOI: 10.34067/kid.0000832021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Analyses of Foot Processes, Mitochondria, and Basement Membranes by Structured Illumination (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Ayumi、Matsui Isao、Katsuma Yusuke、Yasuda Seiichi、Shimada Karin、Namba-Hamano Tomoko、Sakaguchi Yusuke、Kaimori Jun-ya、Takabatake Yoshitsugu、Inoue Kazunori、Isaka Yoshitaka
  • 雑誌名: Kidney International Reports 巻: 6 号: 7 ページ: 1923-1938
  • DOI: 10.1016/j.ekir.2021.04.021
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Single cell RNA sequencing uncovers cellular developmental sequences and novel potential intercellular communications in embryonic kidney (2021)
  • 著者名/発表者名: Isao Matsui, Ayumi Matsumoto, Kazunori Inoue, Yusuke Katsuma, Seiichi Yasuda, Karin Shimada, Yusuke Sakaguchi, Masayuki Mizui, Jun-Ya Kaimori, Yoshitsugu Takabatake, Yoshitaka Isaka
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 73-73
  • DOI: 10.1038/s41598-020-80154-y
  • 査読あり / オープンアクセス