腹膜透析における腹膜機能不全の病態解明及び新規治療法に向けての基盤技術の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13307031
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 宮田 敏男 東海大学, 総合医学研究所, 助教授 (10222332)
• 研究分担者: 黒川 清 東海大学, 総合医学研究所, 教授 (30167390)
• キーワード: 反応性カルボニル化合物 / advanced glycation end product / カルボニルストレス / 蛋白修飾異常 / グリオキサラーゼ / カルボニルトラップビーズ / 腹膜透析

研究概要

長期CAPD療法における腹膜機能低下(特に除水機能不全)の原因として、透析液及び血液由来の反応性カルボニル化合物(reactive carbonyl compounds : RCOs)とその蛋白修飾物であるadvanced glycation end products : AGEs)が着目されている.
CAPD患者腹膜におけるAGEsの検出、及びその局在を検討したところ、透析期間に比例して腹膜中皮や血管壁に検出された。興味あることに、AGEsの検出部位に一致してVEGF発現が認められ、腹腔内RCOsが腹膜中皮や血管壁の蛋白異常修飾し、それによりVEGF等の血管作動性物質が産生、最終的に除水機能不全を引き起こす可能性が示唆された。この仮説は、in vitroの実験で支持された。
生体の反応性カルボニル化合物の制御機構を明らかにする目的で、カルボニル消去酵素遺伝子改変動物であるグリオキサラーゼ Iのトランスジェニックマウス・ラットを作製し、反応性カルボニル化合物であるGO、MGO、3-DGの混合溶液・又腹膜透析液中に、カルボニル化合物の代謝酵素であるグリオキサラーゼ I(GLO-I)、又はヒトGLO-I高発現マウス臓器破砕液を、各種還元型グルタチオン(GSH)存在下でジカルボニル消去能を比較検討したところ、GLO-IはGSH存在下で、GO、MGOが効率よく消去された。
反応性カルボニル化合物の除去を目的とした、カルボニル化合物吸着ビーズを作製し、基礎的検討を行った結果、吸着ビーズ処理により、反応性カルボニル化合物の減少と共にA431細胞、又ヒト腹膜中皮細胞に対する腹膜透析液の細胞障害性が減弱することが確認された。さらに、pHも中性に補正することから、生物学的適合性の向上を示し、腹膜機能低下の改善に有効であることが示された。PD effluentの総カルボニル量も減少させた。

研究成果

• [文献書誌] Miyata T, et al.: "Toward better dialysis compatibility : Advances in the biochemistry and pathophysiology of the peritoneal membranes"Kidney Int. 61. 375-386 (2002)
• [文献書誌] Asano M, et al.: "Renal proximal tubular metabolism of protein-linked pentosidine, an advanced glycation end product"Nephron. 91. 688-694 (2002)
• [文献書誌] Inagi R, et al.: "Efficient detoxification of carbonyl stress by the gloxalase system in peritoneal dialysis"Kidney In Kidney Int. 62. 679-687 (2002)
• [文献書誌] Dei R, et al.: "Lipid peroxidation and advanced glycation endproducts in the brain in normal aging and in alzheimer's disease"Acta Neuropathol. 104. 113-122 (2002)
• [文献書誌] Panuccio V, et al.: "Low parathyroid hormone and pentosidine in hemodialysis patients"Am J Kid Dis. 40. 810-815 (2002)
• [文献書誌] Miyata T, et al.: "Angiotensin II receptor antagonist and angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitor scavenge oxidative radicals and lower the formation of advanced glycation end products"J Am Soc Nephrol. 13. 2478-2487 (2002)
• [文献書誌] Kurokawa K, et al.: "Perspectives of chronic renal failure"Nephrology. 7. 145-150 (2002)
• [文献書誌] Miyata T, et al.: ""Carbonyl Stress" and long-term uremic complications"Advanced in Nephrology. (in press).
• [文献書誌] Miyata T, et al.: "Inhibition of AGE formation : angiotensine converting enzyme inhibitor/angiotensin type 2 receptor blocker"Arch Biochem Biophy. (in press).
• [文献書誌] Miyata T, et al.: "Advanced glycation end products in chronic renal failure"Advances in Renal Replacement Therapy. (in press).
• [文献書誌] Miyata T.: "Alterations of non-enzymatic biochemistry in uremia, diabetes, and atherosclerosis (《carbonyl stress》). PALAIS DES ACADEMIES 1000 BRUXELLES"Bulletin et Memoires de l'Academie royale de Medecine de Belgique. 189-198 (2002)
• [文献書誌] Nangaku M, et al.: "Relevance of oxidative and carbonyl stress in uremia"Forum Issue of ARS(in press).