ミトコンドリア機能制御による糖尿病合併症の治療戦略

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18390249
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 槙野 博史 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (50165685)
• 研究分担者: 和田 淳 岡山大学, 医学部・歯学部附属病院, 講師 (30294408) ; 四方 賢一 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教授 (00243452)
• キーワード: ミトコンドリア / tim44 / 活性酸素 / 糖尿病性腎症 / 糖尿病慢性血管合併症

研究概要

高血糖状態で発現の上昇する新規遺伝子の同定して、その機能を報告してきたが、そのひとつがtranslocase of inner mitochondrial membrane 44(Tim44)である(Wada J et al.Proc.Natl Acad Sci USA 95,144-149,1998)。ミトコンドリア蛋白のほとんどが核DNAでコーディングされているため、ミトコンドリアは細胞質からミトコンドリア内へ蛋白質をimportする必要があるが、Tim44は蛋白を細胞質よりミトコンドリア基質内へimportするmachinery proteinであることが明らかとなってきている。
ICR(CD-1)マウスに片腎摘出を施し、さらにストレプトゾトシンを投与することによって糖尿病性腎症モデルを作製した。従来ストレプトゾトシンのみの投与では、糸球体肥大・メサンギウム基質の増加、アルブミン尿の増加などが明らかとなるのは6ヶ月ほどの期間が必要であった。片腎摘出とストレプトゾトシン投与を同時に行うことによって、約8週間で同様の病変がもたらされることが明らかとなった。
さらにサイトメガロウイルスプロモータによって発現がコントロールされる哺乳類細胞発現ベクターであるpcDNA3.1を用いて、マウス腎組織への導入効率を検討した。従来からpcDNA3.1をnaked DNAの状態で尾静脈より静注した場合でも、腎糸球体や尿細管での発現が報告されている。我々はさらにHVJ-EベクターにプラスミドDNAを封入することによってさらに遺伝子導入効率が上昇することを見出した。
12週齢のCD-1マウスに片腎摘出施行後2週間の時点で、ストレプトゾトシンを投与し、糖尿病モデルを作製した。高血糖を確認してから、Tim44の発現ベクター(pcDNA3.1/Tim44)およびコントロールベクター(pcDNA3.1)を尾静脈から1週間毎に投与を行い、最終的に8週後まで観察を行う。導入効率が不十分であることが予測されるためHVJ-Eベクターに封入して、キャリアーとして用いて遺伝子導入を行った。腎組織像、尿中アルブミン排泄、hydroethidineによるO_2^-の可視化(Oxidant fluorescent microtopography)、アポトーシスアッセイ(TUNEL)などを施行したところ、いずれのパラメータにおいてもTim44の遺伝子導入によって改善することが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] Macrophage scavenger receptor-A-deficient mice are resistant against diabetic nephropathy through amelioration of microinflammation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Usui HK, Shikata K, Sasaki M, Okada S, Matsuda M, Shikata Y, Ogawa D, Kido Y, Nagase R, Yozaki K, Ohga S, Tone A, Wada J, Takeya M, Horiuchi S, Kodama T, Makino H
  • 雑誌名: Diabetes 56(2) ページ: 363-72
• [雑誌論文] Elevated serum monocyte chemoattractant protein-4 and chronic inflammation in overweight subjects. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto I, Wada J, Hida A, Baba M, Miyatake N, Eguchi J, Shikata K, Makino H
  • 雑誌名: Obesity (Silver Spring) 14 ページ: 799-811
• [雑誌論文] Thiazolidinediones Ameliorate Diabetic Nephropathy via Cell Cycle-Dependent Mechanisms. (2006)
  • 著者名/発表者名: Okada T, Wada J, Hida K, Eguchi J, Hashimoto I, Baba M, Yasuhara A, Shikata K, Makino H
  • 雑誌名: Diabetes 55 ページ: 1666-1677
• [雑誌論文] Urinary PGDS levels are associated with vascular injury in type 2 diabetes patients. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa R, Wada J, Seki K, Matsuoka T, Miyamoto S, Takahashi K, Ota S, Taniai K, Hida K, Yamakado M, Shikata K, Uehara Y, Urade Y, Makino H
  • 雑誌名: Diabetes Res Clin Pract [Epub ahead of print] (In press)
• [雑誌論文] Therapeutic approach for diabetic nephropathy using gene delivery of translocase of inner mitochondrial membrane 44 by reducing mitochondrial superoxide production. (2006)
  • 著者名/発表者名: Zhang Y, Wada J, Hashimoto I, Eguchi J, Yasuhara A, Kanwar YS, Shikata K, Makino H
  • 雑誌名: J Am Soc Nephrol 17 ページ: 1090-1101
• [雑誌論文] Thiazolidinedione ameliorates renal injury in experimental diabetic rats through anti-inflammatory effects mediated by inhibition of NF-κB activation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohga S, Shikata K, Yozaki K, Okada S, Ogawa D, Usui H, Wada J, Shikata Y, Makino H
  • 雑誌名: Am J Physiol Renal Physiol [Epub ahead of print] (in press)