慢性腎臓病の発症・進展機序の時空間的包括的理解の深化と治療戦略の構築

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02937
• 研究機関: 川崎医科大学
• 研究代表者: 柏原 直樹 川崎医科大学, 医学部, 教授 (10233701)
• 研究分担者: 長洲 一 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (40412176) ; 城所 研吾 川崎医科大学, 医学部, 講師 (50435020) ; 角谷 裕之 川崎医科大学, 医学部, 講師 (70509265)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 慢性腎臓病 / 内皮障害 / 血行動態変化 / 酸化ストレス / 繊維化

研究実績の概要

腎臓病が腎内微小血行動態変化と非血行動態変化（炎症、線維化）により発症し、進展することが判明している。血行動態・非血行動態変化には相互連関が存在し、内皮障害はこの連関において中核的な役割を果たすと考えるに至った。連関機序の時空間的な包括的理解の深化をめざし、腎臓病の有効な治療法開発につなげることを目標とする。内皮障害はROS/NO不均衡を特徴とする。これを起点として、糸球体、尿細管間質領域ともに、内皮/上皮病態連関が形成され、Keap-1/Nrf-2経路（酸化ストレス応答機序）、NLRP3-inlammasome経路（慢性炎症）、Wnt/β-catenin経路（線維化）経路を介して、微小血行動態変化、慢性炎症、線維化が輻輳して病態が形成され進行する。内皮障害がいかなる機序で、腎障害の2大基盤病態である血行動態変化と非血行動態変化（炎症、線維化）を惹起し、CKD発症と重症化に関与するのかを解明することを目的とする。
1)TRPC5/6を介したCaイオン動態がGFR調節に関与することを発見した。Keap-1/Nrf-2経路は抗酸化作用を介して、TRPCチャネルを制御し、上皮/メサンジウムのCa濃度変化を介して濾過面積、GFR調節に関与することを解明した。
2）内皮/上皮病態連関の分子機序解明
①正常内皮機能(eNOS/NO/sGC/PKG経路)はNLRP3-inlammasome経路（慢性炎症）を負に制御していることを明らかにした。②内皮機能障害によりこのブレーキが解除され、ROS/NO不均衡がメディエーターとして働き、炎症が惹起・増幅される（内皮/上皮病態連関）。
③糸球体障害（ポドサイト障害）、尿細管間質障害の両者に内皮/上皮病態連関が関係することを明らかにする。　内皮障害、ROS/NO不均衡、内皮/上皮病態連関の改善を介した治療戦略の構築へとつなげたい。

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

事前に探索的研究を実施し、必要な遺伝子改変動物の準備（作成、繁殖）ができており、順調に進捗することができた。小動物におけるGFR測定法は確立したものがなかったが、 Two-photonレーザー顕微鏡を活用してin vivoで計測する実験系を確立することができた。これらを活用することができた。また実験補助員、大学院生、分担研究者が研究手技に習熟しており、研究を加速することができた。

今後の研究の推進方策

以下に順次取り組む。1）Keap-1/Nrf-2経路によるGFR・糸球体血行動態調節機序、腎保護機序の解明探索研究により、Keap-1/Nrf-2経路がGFR制御に重要な役割を果たすことが判明した。単一ネフロンGFR測定系でKeap1 Knockdown（Nrf2活性化モデル）マウスのGFRが上昇することを初めて発見した。GFRは、糸球体内外の静水圧/膠質浸透圧差、濾過係数Kf値により規定される。Nrf2活性化で輸入/輸出細動脈、糸球体内圧は変化しないことが示され、濾過係数Kf値変化の関与が示唆された。TRPC5/6を介したCaイオン動態がGFR調節に関与することを発見した。Keap-1/Nrf-2経路は抗酸化作用を介して、TRPCチャネルを制御し、上皮/メサンジウムのCa濃度変化を介して濾過係数、GFR調節に関与することを解明した。
(1)生体動物における正確なGFR測定系の確立：3つの方法を活用する。①２光子レ－ザ－顕微鏡を用いたin vivo imaging法によるsingle nephronGFR測定、②経皮的GFR測定:FITC-sinistrinを投与。③イヌリンクアランス計測：イヌリン-GFPの血中消失速度より算出。
(2)Keap1/Nrf2によるGFR制御、糸球体血行動態変化の解析
Nrf2-KO、Keap1-KD、また各マウスにRTA dh404（Nrf活性化剤、Reata社提供）投与後のGFR変化を計測する。(3)濾過係数Kf、有効濾過面積、糸球体構成細胞の収縮・弛緩の解析
培養メサンギウム・糸球体上皮細胞を用い、アンジオテンシンII、ATP刺激による細胞内Ca2＋濃度、細胞容積変化、RTA dh404による変化を評価する。（4）TRPC5/6阻害薬を用いて、糸球体内Caイオン濃度変化（in vivo imaging法で解析）、GFR変化を評価する。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of the Diabetic Nephropathy Aggravation Prevention Program on medical visit behavior in individuals under the municipal national health insurance (2023)
  • 著者名/発表者名: Ikeda A, Fujii M, Ohno Y, Godai K, Li Y, Nakamura Y, Yabe D, Tsushita K, Kashihara N, Kamide K, Kabayama M
  • 雑誌名: Journal of Diabetes Investigation 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1111/jdi.14006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Current status of the rapid decline in renal function due to diabetes mellitus and its associated factors: analysis using the National Database of Health Checkups in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujii M, Ohno Y, Ikeda A, Godai K, Li Y, Nakamura Y, Yabe D, Tsushita K, Kashihara N, Kamide K, Kabayama M
  • 雑誌名: Hypertension Research 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1038/s41440-023-01185-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide association study of the risk of chronic kidney disease and kidney-related traits in the Japanese population: J-Kidney-Biobank (2023)
  • 著者名/発表者名: Sugawara Y, Hirakawa Y, Nagasu H, Narita A, Katayama A, Wada J, Shimizu M, Wada T, Kitamura H, Nakano T, Yokoi H, Yanagita M, Goto S, Narita I, Koshiba S, Tamiya G, Nangaku M, Yamamoto M, Kashihara N
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 68 ページ: 55-64
  • DOI: 10.1038/s10038-022-01094-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The renoprotective effect of esaxerenone independent of blood pressure lowering: a post hoc mediation analysis of the ESAX-DN trial (2023)
  • 著者名/発表者名: Okuda Y, Ito S, Kashihara N, Shikata K, Nangaku M, Wada T, Sawanobori T, Taguri M
  • 雑誌名: Hypertension Research 巻: 46 ページ: 437-444
  • DOI: 10.1038/s41440-022-01008-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Machine-learning-based Web system for the prediction of chronic kidney disease progression and mortality (2023)
  • 著者名/発表者名: Kanda E, Epureanu BI, Adachi T, Kashihara N
  • 雑誌名: PLOS Digit Health 巻: 2 ページ: e0000188
  • DOI: 10.1371/journal.pdig.0000188
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Randomized Controlled Trial of Whole-Body Vibration on Gait Ability and Balance among Older Hemodialysis Patients (2023)
  • 著者名/発表者名: Asahina Y, Sakaguchi Y, Kajimoto S, Hattori K, Oka T, Kaimori JY, Kashihara N, Isaka Y
  • 雑誌名: Clinical Journal of the American Society of Nephrology 巻: 18 ページ: 84-90
  • DOI: 10.2215/CJN.0000000000000018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Correlates and Consequences of an Acute Change in eGFR in Response to the SGLT2 Inhibitor Dapagliflozin in Patients with CKD (2022)
  • 著者名/発表者名: Jongs N, Chertow GM, Greene T, McMurray JJV, Langkilde AM, Correa-Rotter R, Kashihara N, Rossing P, Sjostrom CD, Stefansson BV, Toto RD, Wheeler DC, Heerspink HJL; DAPA-CKD Trial Committees and Investigators; Members of the DAPA-CKD Trial Committees and Investigators
  • 雑誌名: Journal of the American Society of Nephrology 巻: 33 ページ: 2094-2107
  • DOI: 10.1681/ASN.2022030306
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chronic kidney disease and clinical outcomes in patients with COVID-19 in Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Sato R, Matsuzawa Y, Ogawa H, Kimura K, Tsuboi N, Yokoo T, Okada H, Konishi M, Kirigaya J, Fukui K, Tsukahara K, Shimizu H, Iwabuchi K, Yamada Y, Saka K, Takeuchi I, Kashihara N, Tamura K
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Nephrology 巻: 26 ページ: 974-981
  • DOI: 10.1007/s10157-022-02240-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The associations of the national health and productivity management program with corporate profits in Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Yano Y, Kanegae H, Node K, Mizuno A, Nishiyama A, Rakugi H, Itoh H, Kitaoka K, Kashihara N, Ikeno F, Tsuji I, Okada K
  • 雑誌名: Epidemiology and Health 巻: 44 ページ: e2022080
  • DOI: 10.4178/epih.e2022080
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Low Adherence to Kidney Disease: Improving Global Outcomes 2012 CKD Clinical Practice Guidelines Despite Clear Evidence of Utility (2022)
  • 著者名/発表者名: James G, Garcia Sanchez JJ, Carrero JJ, Kumar S, Pecoits-Filho R, Heerspink HJL, Nolan S, Lam CSP, Chen H, Kanda E, Kashihara N, Arnold M, Kosiborod MN, Lainscak M, Pollock C, Wheeler DC
  • 雑誌名: Kidney International Reports 巻: 7 ページ: 2059-2070
  • DOI: 10.1016/j.ekir.2022.05.033
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Randomized, double-blind, placebo-controlled phase 3 study of bardoxolone methyl in patients with diabetic kidney disease: Design and baseline characteristics of AYAME study (2022)
  • 著者名/発表者名: Nangaku M, Takama H, Ichikawa T, Mukai K, Kojima M, Suzuki Y, Watada H, Wada T, Ueki K, Narita I, Kashihara N, Kadowaki T, Hase H, Akizawa T
  • 雑誌名: Nephrology Dialysis Transplantation 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1093/ndt/gfac242
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Analysis of inflammatory cytokines and estimated glomerular filtration rate decline in Japanese patients with diabetic kidney disease: a pilot study (2022)
  • 著者名/発表者名: Sugawara Y, Hirakawa Y, Mise K, Kashiwabara K, Hanai K, Yamaguchi S, Katayama A, Onishi Y, Yoshida Y, Kashihara N, Matsuyama Y, Babazono T, Nangaku M, Wada J
  • 雑誌名: Biomarkers in Medicine 巻: 16 ページ: 759-770
  • DOI: 10.2217/bmm-2021-1104
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reduction in the magnitude of serum potassium elevation in combination therapy with esaxerenone (CS-3150) and sodium-glucose cotransporter 2 inhibitor in patients with diabetic kidney disease: Subanalysis of two phase III studies (2022)
  • 著者名/発表者名: Shikata K, Ito S, Kashihara N, Nangaku M, Wada T, Okuda Y, Sawanobori T, Sugimoto K
  • 雑誌名: Journal of Diabetes Investigation 巻: 13 ページ: 1190-1202
  • DOI: 10.1111/jdi.13778
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gross hematuria after SARS-CoV-2 vaccination: questionnaire survey in Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki K, Aoki R, Nihei Y, Suzuki H, Kihara M, Yokoo T, Kashihara N, Narita I, Suzuki Y
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Nephrology 巻: 26 ページ: 316-322
  • DOI: 10.1007/s10157-021-02157-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 進行性腎障害における糸球体高血圧に対するアプローチ (2022)
  • 著者名/発表者名: 城所 研吾、柏原 直樹
  • 学会等名: 第65回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] 腎疾患進展におけるインフラマソーム活性化の意義 (2022)
  • 著者名/発表者名: 角谷裕之、長洲一、岸誠司、佐々木環、柏原直樹
  • 学会等名: 第65回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] Endothelial dysfunction exacerbates kidney dysfunction in ageing kidney via activation of inflammasome (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Wada, Hajime Nagasu, Hiroyuki Kadoya, Naoki Kashihara
  • 学会等名: the29th ISH (The 29th Scientific Meeting of the International Society of Hypertension)
  • 国際学会
• [学会発表] eNOS/NO signaling regulates renal interstitial fibrosis by increasing cytoplasmic beta-catenin degradation (2022)
  • 著者名/発表者名: Masanobu Takasu, Hiroyuki Kadoya, Hajime Nagasu, Seiji Kishi, Tamaki Sasaki, Naoki Kashihara
  • 学会等名: the29th ISH (The 29th Scientific Meeting of the International Society of Hypertension)
  • 国際学会
• [学会発表] eNOS-NO pathway modulates AKI to CKD transition in IRI model mice via regulation of βCatenin translocation (2022)
  • 著者名/発表者名: Masanobu Takasu, Megumi Kondo, Hajime Nagasu, Hiroyuki Kadoya, Seiji Kishi, Kengo Kidokoro, Naoki Kashihara
  • 学会等名: the29th ISH (The 29th Scientific Meeting of the International Society of Hypertension)
  • 国際学会
• [学会発表] eNOS-NO pathway regulates inflammasome activation in diabetic mice via modulation of CEBP translocation (2022)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nagasu, Reiko Umeno, Hiroyuki Kadoya, Naoki Kashihara
  • 学会等名: the29th ISH (The 29th Scientific Meeting of the International Society of Hypertension)
  • 国際学会
• [学会発表] Dual Disruption of Endothelial Nitric Oxide Synthase and ApoE Gene Accelerates Kidney Fibrosis and Aging After Injury (2022)
  • 著者名/発表者名: Seiji Kishi, Kenji Nishimura, Naoki Kashihara
  • 学会等名: the29th ISH (The 29th Scientific Meeting of the International Society of Hypertension)
  • 国際学会
• [学会発表] Glomerular Hemodynamic Changes with SGLT2 Inhibition in Type 2 Diabetic Rats Using In Vivo Imaging (2022)
  • 著者名/発表者名: Rie Tatsugawa, Yoshihisa Wada, Kengo Kidokoro, Naoki Kashihara
  • 学会等名: the29th ISH (The 29th Scientific Meeting of the International Society of Hypertension)
  • 国際学会
• [学会発表] Regulatory mechanism of glomerular filtration rate by the Keap1/Nrf2 pathway (2022)
  • 著者名/発表者名: Kengo Kidokoro, Hiroyuki Kadoya, Naoki Kashihara
  • 学会等名: the29th ISH (The 29th Scientific Meeting of the International Society of Hypertension)
• [学会発表] 糖尿病性腎臓病の進展にはインフラマソームの活性化が関与する (2022)
  • 著者名/発表者名: 梅野怜奈、長洲一、角谷裕之、城所研吾、岸 誠司、柏原直樹
  • 学会等名: 第３３回日本糖尿病性腎症研究会
• [備考] 川崎医科大学 腎臓・高血圧内科学ホームページ
  • URL: http://www.kawasaki-jinzo.net/