| 研究課題/領域番号 |
23K24047
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02785 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分47060:医療薬学関連
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
齋藤 秀之 熊本大学, 病院, 教授 (40225727)
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| 研究分担者 |
成田 勇樹 熊本大学, 病院, 助教 (40614665)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2024年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | 尿毒症物質 / 急性腎障害 / 慢性腎不全 / 腎線維化 / 心腎連関 / 硫酸転移酵素 / 間質線維化 / 尿管結紮 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
慢性腎臓病等の腎疾患時には、多様な尿毒素が血液や臓器中に高濃度に蓄積する。特にインドキシル硫酸は、蓄積臓器において酸化ストレスを誘因することで組織障害を惹起するだけでなく、尿毒症に付随した心血管系合併症のリスク因子であることが実証されている。尿毒素の除去治療としては人工透析もしくは経口吸着炭投与しか手段がないが、尿毒素除去には限界があり、尿毒素の蓄積を根源的に抑制する治療薬はない。本課題では、インドキシル硫酸の産生責任酵素 Sult1a1 の欠損動物を用い、腎機能障害・間質性線維化並びに心疾患の病態形成・進展における インドキシル硫酸の毒性学的役割を究明することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、心腎連関の介在因子としての硫酸抱合型尿毒素インドキシル硫酸の産生責任酵素 Sulfotransferase (Sult)1a1 の欠損動物を用い、腎機能障害・間質性線維化を典型とするCKD並びに心疾患の病態形成・進展におけるインドキシル硫酸及び Sult1a1 の毒性学的役割を究明するとともに、尿毒症及び心腎連関抑制を企図した創薬標的酵素としての可能性について基盤検証することを目的とし、2022年度は以下の研究を実施した。
1) Sult1a1欠損マウス及びC57BL/6（対照）マウスを用い、既に当研究室で確立した尿管結紮処置による腎障害惹起試験を行い、一定期間（2～8週間）飼育後、腎機能変動について比較精査を行った。結果、尿管結紮処置により、血清中インドキシル硫酸濃度及び肝・腎組織中尿毒素蓄積量が著明に上昇すること、腎機能指標（血清クレアチニン、血清尿素窒素(BUN)）並びに腎組織中の酸化ストレス（MDA比色定量、4-HNE免疫染色）が亢進することを認めた。
2) 腎機能障害評価のためのマーカー測定並びに組織学的検査を実施し、尿管結紮誘発腎障害・線維化形成におけるSult1a1欠損の影響について比較精査を行った結果、尿管結紮処置に伴う急性腎障害後に間質性線維化が顕著に亢進し、慢性的な腎不全へ遷移する、いわゆるAKI-CKD transition所見が観察された。腎組織線維化形成に関与する種々の因子（TGF-β, PAI-1, Col1a1等）の発現変動について、Sult1a1欠損マウスと対照マウス間で比較を行った結果、これらの線維化関連因子がインドキシル硫酸の腎組織蓄積量と相関して変動することが判明した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
硫酸抱合型尿毒素インドキシル硫酸の産生責任酵素 Sulfotransferase (Sult)1a1 の欠損マウスを用い、腎機能障害・間質性線維化を典型とする（慢性腎不全）CKD並びに心疾患の病態形成・進展におけるインドキシル硫酸及び Sult1a1 の毒性学的役割を分子病理学的に究明することを企図した研究を展開した結果、本酵素の活性・機能がインドキシル硫酸の産生・蓄積に主要な役割を担っていること、尿管結紮処置により誘発した急性腎障害後の腎組織線維化の形成・進展にインドキシル硫酸が亢進因子として寄与していることを、Sult1a1欠損マウスを用いて初めて突き止めた。急性腎障害時にはインドキシル硫酸だけでなく、パラクレジル硫酸やインドキシル酢酸等の多様な尿毒素が体内蓄積するが、これらの尿毒素の中でもインドキシル硫酸が腎毒性進展・線維化形成の亢進に極めて重要な病理組織学的な役割を担っていることを明らかにすることができ、研究実施計画において想定した成果が概ね順調に進展しつつあることを確認した。これまでに得られた研究知見を踏まえ、次年度以降は既にハイスループットスクリーニングにより得られたSult1a1選択的阻害薬物の腎障害に伴う腎組織障害・線維化形成に対する作用・効果等について検証を進めていく。
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| 今後の研究の推進方策 |
インドキシル硫酸は心腎連関の介在因子として関与している可能性が想定されているため、Sult1a1欠損マウスを用いた慢性腎不全惹起試験を実施し、腎臓並びに心臓機能・組織障害の分子病理的検証を展開する。
1) Sult1a1-/-マウスを用い、アデニン投与（経口投与）及び片腎摘出による慢性腎臓病の病態モデルを作成し、腎機能・組織変化について比較精査を行う。本疾患モデルマウスは、CKD類似病態形成に概ね8-9週間程度を要するため、経口投与期間、投与量・投与間隔等の投与条件並びに血清・組織採取スケジュールの綿密な試験設定を行う。対照C57BL/6マウス、Sult1a1欠損マウスを用い、生理食塩水投与のみ行う対照マウス、アデニン投与・腎摘マウス（慢性腎臓病モデル群）の各グループを作成し、慢性的腎不全を惹起した際の腎及び心臓機能、組織病態等を比較精査する。心臓（心機能・心組織）の病態評価として、心肥大（心／体重重量比）、心エコー（心機能、心肥大の評価；心室・左室内径中核壁厚、左室内径拡張・収縮期、拡張・収縮末期容積、左室会拍出量、心拍出量、駆出分画）、WGA染色（心筋細胞肥大）を定性・定量解析を実施し、対照マウスとSult1a1欠損マウスにおける比較精査を行う。これらの測定手技については、既に研究協力者である本院・循環器内科医の指導のもと習得済みである。
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