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2020 年度 実施状況報告書

臓器内代謝物変化から紐解くCKD合併認知機能低下・筋消耗の発症機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K08669
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 恵美子  東北大学, 薬学研究科, 准教授 (20466543)

研究分担者 高橋 信行  東北大学, 薬学研究科, 教授 (40588456)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードサルコペニア / 認知機能障害 / 尿毒素 / 慢性腎臓病
研究実績の概要

高齢の慢性腎臓病(CKD)患者では、サルコペニアや認知機能障害の合併頻度が高い。我々のこれまでの知見から、尿毒素が誘導する細胞内代謝失調による細胞内ATP量の減少が、サルコペニアの発症・進展に関係することが明らかになっている。昨年度までに、adenine誘発CKDモデルマウスへ治療候補薬ニコチンアミドを投与すると、腎機能低下を抑制することを明らかにしている。今年度は、ニコチンアミドの作用機序を明らかにするため、腎細胞内の代謝に着目して解析を行った。その結果、CKDモデルマウスでは腎内代謝が変化しており、特にNAD+が関わる代謝経路で異常が起こっていた。さらに、腎内NAD+量を調べた結果、CKDモデルマウスではNAD+量が通常のマウスと比較して有意に減少していた。これらのことから、CKDマウスでは腎内NAD+量が減少し、TCA回路が停滞するが、ニコチンアミドを投与することで腎内NAD+量が増加し、TCA回路が是正され、CKDの進行が抑制されることが分かった。
さらに我々は、尿毒素が海馬神経細胞株HT-22に与える影響について調べた。9種類(メチルグリオキサール、インドール、3-インドール酢酸、インドキシル硫酸、p-クレシル硫酸、馬尿酸、クレアチニン、メチルグアニジン、グアニジノコハク酸)の尿毒素をHT-22に暴露させ、MTTアッセイで生存率を確認した。その結果、メチルグリオキサール、インドール、3-インドール酢酸、インドキシル硫酸がHT-22に対して毒性を示すことが分かった。さらに、尿毒素を暴露することでGSH量の減少、酸化ストレス応答因子Nrf2の発現上昇、炎症性サイトカインIl6の発現上昇を認めた。これらのことから、尿毒素はHT-22において、酸化ストレス、炎症を誘導することが分かった。

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

adenine誘発CKDモデルマウスを使用し、治療薬候補ニコチンアミドの効果を評価した。その結果、CKDでは腎内NAD+量が減少しているが、ニコチンアミド投与することで、腎内代謝が是正され、CKD進行抑制効果があることが明らかになった。さらに、尿毒素の認知機能障害への影響を調べるため、HT-22へ尿毒素を暴露し、その影響について調べた。ここまでの研究は予定通り進んでいる。

今後の研究の推進方策

尿毒素の認知機能障害への影響について、細胞内代謝に着目して進めていく。さらに、尿毒素の認知機能障害への関与を調べるため、CKDモデルマウスを対象として、行動解析を進めていく。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Nicotinamide Attenuates the Progression of Renal Failure in a Mouse Model of Adenine-Induced Chronic Kidney Disease2021

    • 著者名/発表者名
      Kumakura Satoshi、Sato Emiko、Sekimoto Akiyo、Hashizume Yamato、Yamakage Shu、Miyazaki Mariko、Ito Sadayoshi、Harigae Hideo、Takahashi Nobuyuki
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 13 ページ: 50~50

    • DOI

      10.3390/toxins13010050

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of uremic toxins on hippocampal cell damage: analysis in vitro and in rat model of chronic kidney disease2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kimio、Sato Emiko、Mishima Eikan、Watanabe Mayu、Abe Takaaki、Takahashi Nobuyuki、Nakayama Masaaki
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 7 ページ: e06221~e06221

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2021.e06221

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] CKDにおける腸内環境不全時の尿毒素蓄積とサルコペニア2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 恵美子
    • 学会等名
      第11回日本腎臓リハビリテーション学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 質量分析が明らかにした腎疾患における尿毒素の脅威2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 恵美子
    • 学会等名
      第60回日本臨床化学会年会年次学術集会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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