ミトコンドリアストレスによるポドサイト細胞内炎症様反応

• 研究課題/領域番号: 23K21437
• 補助金の研究課題番号: 21H02936 (2021-2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2021-2023)
• 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: 東海大学
• 研究代表者: 松阪 泰二 東海大学, 医学部, 教授 (50317749)
• 研究分担者: 小泉 賢洋 東海大学, 医学部, 講師 (30566170)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: ポドサイト / ミトコンドリア / Caspase3 / 蛋白尿 / オルガノイド / 腎臓病 / ネフローゼ症候群 / ネフロン前駆細胞 / collagen / Caspase / タンパク尿

研究開始時の研究の概要

[1] hCD25(+)と(-)のポドサイトが混在するキメラ腎臓オルガネラにLMB2投与すると、hCD25(-)細胞のpodocin mRNA低下、染色の消失を認めた。生体で認められたポドサイトの傷害の伝搬現象の一部は血流が存在しない試験管内で再現できた。
[2]ポドサイトのミトコンドリアの傷害を誘導すると、細胞外基質の増加する前から、メサンギウム細胞のコラーゲン分解活性が著増した。この活性は、細胞外基質に強固に結合し、EDTAで阻害されずMMP以外の関与が示唆された。糸球体濾過が途絶した状態では、この現象は認められなかった。この分解活性と時間的、空間的に相関して、変性コラーゲンの増加を認めた。

研究実績の概要

[1] 培養ポドサイトにおける傷害機序：hCD25発現ポドサイト株と、マウス初代培養ポドサイトの共培養系で、LMB2添加後にマウスGadd45bが増加する現象は、Gapjunction阻害薬(Mecrophenamic acid)やSTING 阻害薬 (C-176)等様々な薬剤で防止されなかった。
[2] 糸球体濾過圧の作用点の特定: LMB2を投与したNEP25マウスにみられるcaspase活性化ポドサイトはロサルタンで減少せず、糸球体濾過圧低下は細胞死を免れた細胞を保全している事が示唆された。
[3] 腎臓オルガネラのポドサイトの傷害機序: hCD25(+)と(-)のポドサイトが混在するキメラ腎臓オルガネラにLMB2投与する系で、hCD25(-)細胞のpodocin染色消失し、mRNAが減少する事を見出した。この系により間接的ポドサイト傷害を評価した。Gap junction阻害薬、NF-kB阻害薬、TRPC6阻害薬、TGFβ阻害薬では防止できなかった。
[4] ポドサイトミトコンドリア傷害で誘導されるCollagen分解: NEP25マウスのポドサイト傷害早期に、DQ-Gelatin, DQ-Collagen IVで描出されるcollagen分解活性が糸球体で増強し、これはEDTAで阻害されずMMP以外の関与が示唆された。また、これに平行して、Collagen Hybridizing Peptideで描出される変性Collagenの蓄積が示された。
[5] ポドサイトミトコンドリア傷害で転写因子Dach1の発現が減少するが、ポドサイトにおけるDach1の欠損は、それだけで正常成熟ポドサイトを損傷する事を示した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

培養ポドサイトでの実験では、間接的ポドサイト傷害にSTING系の関与を示す事ができなかった。当初計画のSTINGノックアウトマウスの使用は、時間的に期間内の実施が現実的でないと判断し、腎オルガノイドを用いた系で実験を進めている。ポドサイト傷害マウスに立ち返り解析を進め、EDTAで阻害されないcollagen分解活性が、ポドサイト傷害の極めて早期にメサンギウム基質に増加する事が示された。この生化学的解析を進めているが、collagen分解活性が液体中で示されないので、既存の方法が使用できず難航している。

今後の研究の推進方策

キメラ腎オルガノイド系でcGAS/STING阻害薬の効果は継続して調べるが、残された時間を考え、当初研究目的にとらわれず、傍流現象も含めて現在までに得られた知見(Dach1の機能、キメラ腎オルガノイド系での知見)の論文化を進めてゆく。また、ポドサイト傷害に続発するCollagen分解の性状解析を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Early growth response 1 as a podocyte injury marker in human glomerular diseases (2024)
  • 著者名/発表者名: Okabe Masahiro, Koike Kentaro, Yamamoto Izumi, Tsuboi Nobuo, Matsusaka Taiji, Yokoo Takashi
  • 雑誌名: Clinical Kidney Journal 巻: 17 号: 1
  • DOI: 10.1093/ckj/sfad289
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Renoprotective effects of extracellular fibroblast specific protein 1 via nuclear factor erythroid 2-related factor-mediated antioxidant activity (2023)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Naoki、Yokoi Seiji、Kimura Hideki、Naiki Hironobu、Matsusaka Taiji、Yamamoto Yasuhiko、Nakatani Kimihiko、Kasuno Kenji、Iwano Masayuki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 号: 1 ページ: 22540-22540
  • DOI: 10.1038/s41598-023-49863-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dual deletion of guanylyl cyclase-A and p38 mitogen-activated protein kinase in podocytes with aldosterone administration causes glomerular intra-capillary thrombi (2023)
  • 著者名/発表者名: Sugioka Sayaka、Yamada Hiroyuki、Ishii Akira、Kato Yukiko、Yamada Ryo、Mori Keita P.、Ohno Shoko、Handa Takaya、Ikushima Akie、Ishimura Takuya、Osaki Keisuke、Tokudome Takeshi、Matsusaka Taiji、Nebreda Angel R.、Yanagita Motoko、Yokoi Hideki
  • 雑誌名: Kidney International 巻: 104 号: 3 ページ: 508-525
  • DOI: 10.1016/j.kint.2023.06.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] TFEB-mediated lysosomal exocytosis alleviates high fat diet?induced lipotoxicity in the kidney. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakmura J, Yamamoto T*, Takabatake Y, Namba-Hamano T, Minami S, Takahashi A, Matsuda J, Sakai S, Yonishi H, Maeda S, Matsui S, Matsui I, Hamano T, Takahashi M, Goto M, Izumi Y, Bamba T, Sasai M, Yamamoto M, Matsusaka T, Niimura F, Yanagita M, Nakamura S, Yoshimori T, Ballabio A, Isaka Y.
  • 雑誌名: JCI Insight 巻: 8(4) 号: 4
  • DOI: 10.1172/jci.insight.162498
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Podocytes are lost from glomeruli before completing apoptosis (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Kazuyoshi、Okabe Masahiro、Tanaka Keiko、Yokoo Takashi、Pastan Ira、Araoka Toshikazu、Osafune Kenji、Udagawa Tomohiro、Koizumi Masahiro、Matsusaka Taiji
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Renal Physiology 巻: 323 号: 5 ページ: F515-F526
  • DOI: 10.1152/ajprenal.00080.2022
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Kidney Angiotensin in Cardiovascular Disease: Formation and Drug Targeting. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hui Lin , Frank Geurts , Luise Hassler , Daniel Batlle , Katrina M Mirabito Colafella , Kate M Denton , Jia L Zhuo , Xiao C Li , Nirupama Ramkumar , Masahiro Koizumi , Taiji Matsusaka , Akira Nishiyama , Martin J Hoogduijn , Ewout J Hoorn , A H Jan Danser
  • 雑誌名: Pharmacological reviews 巻: 74(3) 号: 3 ページ: 462-505
  • DOI: 10.1124/pharmrev.120.000236
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ポドサイト特異的p38 MAPK & GC-Aダブルノックアウトマウスの腎病変におけるポドサイト-内皮連関の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 杉岡 清香 , 山田 博之 , 加藤 有希子 , 石井 輝 , 森 慶太 , 大崎 啓介 , 徳留 健 , 松阪 泰二 , 柳田 素子 , 横井 秀基
  • 雑誌名: 日本腎臓学会誌 巻: 64(3) ページ: 226-226
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ループス腎炎におけるポドサイト傷害マーカーとしてのEGR1の意義 (2022)
  • 著者名/発表者名: 岡部 匡裕 , 小池 健太郎 , 坪井 伸夫 , 松阪 泰二 , 横尾 隆
  • 雑誌名: 日本腎臓学会誌 巻: 64(3) ページ: 251-251
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MondoAはRubiconを介して尿細管のオートファジー活性を制御し、腎保護的に働く (2022)
  • 著者名/発表者名: 前田 志穂美 , 酒井 晋介 , 高畠 義嗣 , 高橋 篤史 , 難波 倫子 , 山本 毅士 , 松田 潤 , 南 聡 , 中村 隼 , 松井 翔 , 新村 文男 , 柳田 素子 , 松阪 泰二 , 猪阪 善隆
  • 雑誌名: 日本腎臓学会誌 巻: 64(3) ページ: 246-246
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 近位尿細管におけるp53とオートファジーはSASP(老化関連分泌表現型)を協調的に抑制し腎老化を抑制する (2022)
  • 著者名/発表者名: 南 聡 , 山本 毅 , 高畠 義嗣 , 高橋 篤史 , 難波 倫子 , 松田 潤 , 酒井 晋介 , 中村 隼 , 前田 志穂美 , 松井 翔 , 新村 文男 , 松阪 泰二 , 猪阪 善隆
  • 雑誌名: 日本腎臓学会誌 巻: 64(3) ページ: 253-253
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 糖尿病性腎臓病におけるオートファジー不全と脂質代謝異常はフェロトーシス亢進を介して腎障害を悪化させる (2022)
  • 著者名/発表者名: 松井 翔 , 山本 毅士 , 高畠 義嗣 , 高橋 篤史 , 難波 倫子 , 松田 潤 , 南 聡 , 酒井 晋介 , 余西 洋明 , 中村 隼 , 前田 志穂美 , 新村 文男 , 松阪 泰二 , 猪阪 善隆
  • 雑誌名: 日本腎臓学会誌 巻: 64(3) ページ: 239-239
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TFEBは尿中へのリン脂質排出促進により肥満関連尿細管症に対して保護的に働く (2022)
  • 著者名/発表者名: 中村 隼 , 山本 毅士 , 高畠 義嗣 , 難波 倫子 , 南 聡 , 高橋 篤史 , 松田 潤 , 酒井 晋介 , 前田 志穂美 , 松井 翔 , 新村 文男 , 松阪 泰二 , 猪阪 善隆
  • 雑誌名: 日本腎臓学会誌 巻: 64(3) ページ: 245-245
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dicarbonyl-modified lipoproteins contribute to proteinuric kidney injury (2022)
  • 著者名/発表者名: Zhong J, Yang HC, Shelton EL, Matsusaka T, Clark AJ, Yermalitsky V, Mashhadi Z, May-Zhang LS, Linton MF, Fogo AB, Kirabo A, Davies SS, Kon V.
  • 雑誌名: JCI Insight. 巻: 7(21) 号: 21
  • DOI: 10.1172/jci.insight.161878
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] C-type lectin-like receptor (CLEC)-2, the ligand of podoplanin, induces morphological changes in podocytes (2022)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Keiko、Tanaka Masafumi、Watanabe Nobuo、Ito Masatoshi、Pastan Ira、Koizumi Masahiro、Matsusaka Taiji
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 22356-22356
  • DOI: 10.1038/s41598-022-26456-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Glomerular filtrate affects the dynamics of podocyte detachment in a model of diffuse toxic podocytopathy (2021)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Saga , Kazuo Sakamoto, Taiji Matsusaka , Michio Nagata
  • 雑誌名: Kidney Int . 巻: 99(5) 号: 5 ページ: 1149-1161
  • DOI: 10.1016/j.kint.2020.12.034
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Indirect podocyte injury manifested in a partial podocytectomy mouse model (2021)
  • 著者名/発表者名: Okabe Masahiro, Yamamoto Kazuyoshi, Miyazaki Yoichi, Motojima Masaru, Ohtsuka Masato, Pastan Ira, Yokoo Takashi, Matsusaka Taiji
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Renal Physiology 巻: 320 号: 5 ページ: F922-F933
  • DOI: 10.1152/ajprenal.00602.2020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Podocyte Injury Marker EGR1 in Lupus Nephritis (2023)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Okabe, Kentaro Koike, Nobuo Tsuboi, Taiji Matsusaka, Takashi Yokoo.
  • 学会等名: アメリカ腎臓学会
  • 国際学会
• [学会発表] Podocyte Injury Induces Rapid Collagen Degradation Within Mesangial Cells (2023)
  • 著者名/発表者名: Taiji Matsusaka
  • 学会等名: アメリカ腎臓学会
  • 国際学会
• [学会発表] Dual Deletion of Guanylyl Cyclase-A and p38 Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK) in Podocytes with Aldosterone Administration Causes Glomerular Intracapillary Thrombi (2023)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Sugioka, Hiroyuki Yamada, Akira Ishii, Yukiko Kato, Ryo Yamada, Keita P. Mori, Shoko Ohno, Takaya Handa, Akie Ikushima, Takuya Ishimura, Taiji Matsusaka, Motoko, Yanagita, Hideki Yokoi
  • 学会等名: アメリカ腎臓学
  • 国際学会
• [学会発表] ポドサイトにおけるp38MAPKの欠失はFSGSモデルにおける腎障害を増悪させる (2023)
  • 著者名/発表者名: 岩木亮介，山田博之，杉岡清香，石井輝，松阪泰二，柳田素子，横井秀基
  • 学会等名: 日本腎臓学会
• [学会発表] 微小変化型ネフローゼ症候群および巣状分節性糸球体硬化症におけるポドサイトEGR1発現 (2023)
  • 著者名/発表者名: 岡部匡裕，小池健太郎，坪井伸夫，松阪泰二，横尾隆
  • 学会等名: 日本腎臓学会
• [学会発表] ポドサイト特異的GC-A p38 MAPKダブルノックアウトマウスの腎病変におけるPAI-1阻害の役割 (2023)
  • 著者名/発表者名: 杉岡清香，山田博之，加藤有希子，石井輝，森慶太，大崎啓介，徳留健，松阪泰二，柳田素子，横井秀基
  • 学会等名: 日本腎臓学会
• [学会発表] Atypical Caspase 3-Dependent Death in Podocytes (2021)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Yamamoto ,Masahiro Okabe ,Taiji Matsusaka ,Takashi Yokoo
  • 学会等名: アメリカ腎臓学会2021
  • 国際学会
• [学会発表] Dach1 Is Essential for Maintaining Normal Podocytes (2021)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tanaka,Taiji Matsusaka
  • 学会等名: アメリカ腎臓学会2021
  • 国際学会
• [学会発表] Podocyte Damage in Chimeric Kidney Organoids (2021)
  • 著者名/発表者名: Taiji Matsusaka, Tomohiro Udagawa ,Kenji Osafune ,Toshikazu Araoka
  • 学会等名: アメリカ腎臓学会2021
  • 国際学会
• [学会発表] C-Type Lectin-Like Receptor (CLEC) 2, the Ligand of Podoplanin, Induced Dynamic Change of F-Actin Filaments in Podocytes (2021)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tanaka , Taiji Matsusaka
  • 学会等名: アメリカ腎臓学会2021
  • 国際学会
• [学会発表] EGR1 Is an Injury Marker in Podocytes (2021)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Okabe,Nobuo Tsuboi ,Taiji Matsusaka ,Takashi Yokoo
  • 学会等名: アメリカ腎臓学会2021
  • 国際学会
• [学会発表] ポドサイト障害マーカーとしてのEGR1発現の検証 (2021)
  • 著者名/発表者名: 岡部匡裕,坪井伸夫,松阪泰二,横尾 隆
  • 学会等名: 日本腎臓学会2021
  • 国際学会