CKDのリン代謝異常による新規臓器毒性の探究

• 研究課題/領域番号: 23K07682
• 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: 昭和大学
• 研究代表者: 溝渕 正英 昭和大学, 医学部, 准教授 (90465203)
• 研究分担者: 加藤 憲 昭和大学, 医学部, 講師 (20644305) ; 緒方 浩顕 昭和大学, 医学部, 教授 (30296959)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: FGF23 / 筋芽細胞 / 分化 / 骨格筋

研究開始時の研究の概要

本研究では、慢性腎臓病（CKD）における線維芽細胞増殖因子23（FGF23）過剰の、新規臓器毒性として骨格筋毒性に焦点を当てる。培養筋細胞やCKDモデル動物を用いて、FGF23やその他のリン代謝関連因子の骨格筋毒性の有無ならびに毒性機序の詳細な検討により、CKD患者のリン代謝異常を介した運動器障害の病態解明を通じて健康寿命の延伸への貢献を目指す。

研究実績の概要

2023年度は、マウス筋芽細胞（C2C12細胞）を用いて、FGF23のC2C12細胞の分化や増殖の合成系および、分解系の各種マーカー発現を検討した。具体的には1.C2C12＋DMSO、2.C2C12+FGF23添加（0-1mMに濃度を振り分け）の各系において、FGF23が直接的にC2C12細胞に作用を有するのかの検討のため、骨格筋分化マーカーのmyogenin、myogenic differentiation 1(MyoD)、myosin heavy chain (MHC)や合成系シグナルのAkt、分解系ではユビキチン－プロテアソーム系のantrogin1やMuRF、オートファジー不全マーカーであるp62の遺伝子発現を解析した。これらの遺伝子発現のうち、分化マーカーの発現低下傾向が確認できたが、他のマーカー発現に顕著な差は確認できておらず、現在培養期間や試薬添加開始時期などの実験系の再調整を行っている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

C2C12細胞にFGF23（0-1mM）を添加し、骨格筋分化マーカーのmyogenin、myogenic differentiation 1(MyoD)、myosin heavy chain (MHC)や合成系シグナルのAkt、分解系ではユビキチン－プロテアソーム系のantrogin1やMuRF、オートファジー不全マーカーであるp62の遺伝子発現を解析している。FGF23の直接作用の検証のための、安定した培養実験系の条件設定に時間を要している。また、FGF23とリンや尿毒症性物質インドキシル硫酸とのC2C12細胞への相互作用についての検討も計画している。

今後の研究の推進方策

培養実験による、FGF23の筋芽細胞への直接作用の存在が確認できた後は、動物実験による検証を進める。具体的には、8週齢の野生型C57BL/6Jマウスを正常コントロールマウス（NC）に用いる。同マウスに0.2％アデニン混入飼料を4週間摂餌したCKDマウス（CKD）を作製した後、1.NC+溶媒、2.NC+FGF23、3.CKD+溶媒、4.CKD+FGF23の各群を設ける。FGF23はマイクロインフュージョンポンプを用いて、頸静脈内に持続的に100µg/kg/日の高用量を14日間投与する。投与後に体重と前脛骨筋、ヒラメ筋の重量、握力を測定する。筋組織は筋線維断面径も測定し、細胞実験と同様に、FGF受容体およびその下流シグナルと、前述の筋代謝の各種マーカーの遺伝子および蛋白発現をリアルタイムPCRや免疫組織化学、ウェスタンブロッティングにて解析する。さらに、大腿骨を採取し、骨形態計測により骨の形態学的変化も解析する。これらにより、高用量FGF23の骨格筋への作用機序と、骨リモデリングや粗鬆化など骨病変との関連性について検証できる。