腸内細菌叢と腎結石形成機序の解明と治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 21K20973
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0906: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: 磯谷 正彦 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 臨床研究医 (40906541)
• 研究期間 (年度): 2021-08-30 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: kidney stone / microbiota / 16S rRNA / 腎結石 / 腸内細菌叢 / メタボリックシンドローム

研究開始時の研究の概要

私たちはこれまでモデルマウスを用いてメタボリックシンドローム(MetS)が腎結石形成を促進することを発見し、「腎結石はMetSの一疾患である」とする概念を確立した。一方で、ヒトの腸内には約1000種類、100兆個を超える腸内細菌が存在し、複雑な生態系を形成している。腸内細菌叢は、宿主の食生活を含む生活習慣に影響を受け、宿主生体機能の恒常性の維持に関係している。そして動脈硬化、肥満などとの関与が報告されている。
そこで本研究では腎結石形成において腸内細菌叢が関係している可能性に着目し、結石形成と腸内細菌叢の関与と、その制御による腎結石の新規治療法の開発を試みる。

研究実績の概要

腎結石形成において腸内細菌叢が関連している可能性に着目し、腎結石形成と腸内細菌叢の関与と、その制御による腎結石の新規治療法の開発を試みるという研究である。研究自体は順調な滑り出しであったが、COVID-19による通常の医療業務が大幅に変更となり、予定していた研究を進めることができなかった。また国際・国内学会出張も計画していたが、出張することもできなかった。このため次年度使用が生じた。現在［１］ヒトにおける腎結石患者と健常者の腸内細菌叢の解析については16SリボソーマルRNA遺伝子を解析し、腎結石患者と健常者の腸内細菌叢を比較した。さらに検体数を増やすことで違いを検討していく。［２］腸内細菌叢、代謝産物と腎結石形成の関連性の解明については無菌マウスに腎結石患者と健常者の便移植を行うことと、［１］で違いを認めた代謝産物をマウスに投与し、それぞれグリオキシル酸を腹腔内に投与し６日後に解剖して腎結石形成量の比較を行う。また、炎症性サイトカインやマクロファージ、制御性T細胞、細胞傷害について評価する。［３］腸内細菌叢の制御による予防法と治療に開発については［１］［２］での結果をもとに既存の食事、薬物を投与することで腎結石形成量の抑制ができるか評価する。［１］ヒトにおける腎結石患者と健常者の腸内細菌叢の解析［２］腸内細菌叢、代謝産物と腎結石形成の関連性の解明［３］腸内細菌叢の制御による予防法と治療の開発を加速させる。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

腎結石形成において腸内細菌叢が関連している可能性に着目し、腎結石形成と腸内細菌叢の関与と、その制御による腎結石の新規治療法の開発を試みるという研究である。研究自体は順調な滑り出しであったが、COVID-19による通常の医療業務が大幅に変更となり、予定していた研究を進めることができなかった。また国際・国内学会出張も計画していたが、出張することもできなかった。このため次年度使用が生じた。現在［１］ヒトにおける腎結石患者と健常者の腸内細菌叢の解析については16SリボソーマルRNA遺伝子を解析し、腎結石患者と健常者の腸内細菌叢を比較した。さらに検体数を増やすことで違いを検討していく。［２］腸内細菌叢、代謝産物と腎結石形成の関連性の解明については無菌マウスに腎結石患者と健常者の便移植を行うことと、［１］で違いを認めた代謝産物をマウスに投与し、それぞれグリオキシル酸を腹腔内に投与し６日後に解剖して腎結石形成量の比較を行う。また、炎症性サイトカインやマクロファージ、制御性T細胞、細胞傷害について評価する。［３］腸内細菌叢の制御による予防法と治療に開発については［１］［２］での結果をもとに既存の食事、薬物を投与することで腎結石形成量の抑制ができるか評価する。［１］ヒトにおける腎結石患者と健常者の腸内細菌叢の解析［２］腸内細菌叢、代謝産物と腎結石形成の関連性の解明［３］腸内細菌叢の制御による予防法と治療の開発を加速させる。

今後の研究の推進方策

腎結石形成において腸内細菌叢が関連している可能性に着目し、腎結石形成と腸内細菌叢の関与と、その制御による腎結石の新規治療法の開発を試みるという研究である。現在［１］ヒトにおける腎結石患者と健常者の腸内細菌叢の解析については16SリボソーマルRNA遺伝子を解析し、腎結石患者と健常者の腸内細菌叢を比較した。さらに検体数を増やすことで違いを検討していく。［２］腸内細菌叢、代謝産物と腎結石形成の関連性の解明については無菌マウスに腎結石患者と健常者の便移植を行うことと、［１］で違いを認めた代謝産物をマウスに投与し、それぞれグリオキシル酸を腹腔内に投与し６日後に解剖して腎結石形成量の比較を行う。また、炎症性サイトカインやマクロファージ、制御性T細胞、細胞傷害について評価する。［３］腸内細菌叢の制御による予防法と治療に開発については［１］［２］での結果をもとに既存の食事、薬物を投与することで腎結石形成量の抑制ができるか評価する。［１］ヒトにおける腎結石患者と健常者の腸内細菌叢の解析［２］腸内細菌叢、代謝産物と腎結石形成の関連性の解明［３］腸内細菌叢の制御による予防法と治療の開発を加速させる。特に、［１］におけるヒトの検体数を増やすことでさらに特徴的な腸内細菌叢や代謝産物を同定することで、［2］［3］の実験について、より精密に行うことができ、結果としてもより病態に適したものとなることが考えられる。