尿路結石の初期形成における病態解明と関連遺伝子探索による予防法の開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23592375
• 研究機関: 名古屋市立大学
• 研究代表者: 安井 孝周 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40326153)
• 研究分担者: 濱本 周造 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (80551267) ; 岡田 淳志 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (70444966) ; 戸澤 啓一 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40264733) ; 郡 健二郎 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30122047)
• キーワード: 尿路結石 / 酸化ストレス / ミトコンドリア / 一塩基多型 / 肥満 / メタボリックシンドローム

研究概要

尿路結石は、尿路結石になりやすい遺伝要因を持つヒトに、結石ができやすい環境があり、そこにきっかけが起こり形成されるという点に着目した。結石の初期形成時には、形成前の慢性の酸化ストレスが急激に亢進すると推察される。次の3つの観点から尿路結石の形成機序を解明し、診断法、予防法の開発につながる研究を行った。
研究1. 尿路結石の初期形成時における酸化ストレス亢進機序の解明：腎尿細管培養細胞にシュウ酸カルシウム結晶とシュウ酸ナトリウムをそれぞれ添加し、経時的変化を観察した。ミトコンドリアを、TMRE染色色素（蛍光ミトコンドリア染色）を用いて染色し、酸化ストレスによる障害を検討した。ミトコンドリア膜透過孔の開口阻害剤（NIM811）を用いて、その機序を解明した。さらにミトコンドリア膜透過孔の重要因子であるcyclophilin Dノックアウトマウスを用いて、cyclophilin Dの抑制が結石を抑制することを明らかにした。
研究2.尿路結石の形成前段階での慢性的な酸化ストレス発生機序の解明：ob/obマウスとwild typeマウスより、腎を摘出し、アディポサイトカイン（アディポネクチン、MCP-1、PAI-1等） の発現、酸化ストレス（SOD, MDA, 8-OHdG）の経日変化、尿中生化学物質の排泄量と結石形成への影響を詳細に検討した。さらに、ob/obマウスとwild typeで網羅的探索を行い、結石形成時には炎症関連遺伝子、マクロ関連遺伝子の発現変化が起こることを明らかにした。
研究3：ヒトゲノム遺伝子を用いた遺伝子診断法の開発：ゲノムワイド解析から尿路結石患者に特徴的であると同定したSNPsを解析した。それぞれのSNPのリスクアレル数が高いと結石のリスク（オッズ比）が高いことを明らかにし、遺伝子診断法への道を拓いた。

研究成果

• [雑誌論文] Novel effect of the inhibitor of mitochondrial cyclophilin D activation, N-methyl-4-isoleucine cyclosporin, on renal calcium crystallization (2014)
  • 著者名/発表者名: Niimi K, Yasui T, Okada A, Hirose Y, Kubota Y, Umemoto Y, Kawai N, Tozawa K, Kohri K
  • 雑誌名: Int J Urol 巻: ― ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/iju.12425.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A replication study for three nephrolithiasis loci at 5q35.3, 7p14.3 and 13q14.1 in the Japanese population (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasui T, Okada A, Urabe Y, Usami M, Mizuno K, Kubota Y, Tozawa K, Sasaki S, Higashi Y, Sato Y, Kubo M, Nakamura Y, Matsuda K, Kohri K
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 58 ページ: 588-93
  • DOI: 10.1038/jhg.2013.59
  • 査読あり
• [雑誌論文] The association between the incidence of urolithiasis and nutrition based on Japanese National Health and Nutrition Surveys (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasui T, Okada A, Hamamoto S, Hirose M, Ando R, Kubota Y, Tozawa K, Hayashi Y, Gao B, Suzuki S, Kohri K
  • 雑誌名: Urolithiasis 巻: 41 ページ: 217-24
  • DOI: 10.1007/s00240-013-0567-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of adiponectin on kidney crystal formation in metabolic syndrome model mice via inhibition of inflammation and apoptosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujii Y, Okada A, Yasui T, Niimi K, Hamamoto S, Hirose M, Kubota Y, Tozawa K, Hayashi Y, Kohri K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e61343
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0061343
  • 査読あり
• [雑誌論文] A paracrine mechanism involving renal tubular cells, adipocytes and macrophages promotes kidney stone formation in a simulated metabolic syndrome environment
  • 著者名/発表者名: Zuo L, Okada A, Yasui T, Taguchi K, Ito Y, Hirose Y, Fujii Y, Niimi K, Hamamoto S, Ando R, Itoh Y, Zou J, Tozawa K, Kohri K
  • 雑誌名: J Urol 巻: (pii:S0022-5347(14)00024-X)(Epub ahead of print)
  • DOI: 10.1016/j.juro.2014.01.013
  • 査読あり
• [学会発表] Association of the loci 5q35.3, 7q14.3, and 13.q14.1 with urolithiasis: A case-control study in the Japanese population, involving genome-wide association study (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Yasui, Atsushi Okada, Masayuki Usami, Shuzo Hamamoto, Ryosuke Ando, Yasunori Itoh, Shoichi Sasaki, Keiichi Tozawa, Yoshihito Higashi, Yoshikazu Sato, Kenjiro Kohri
  • 学会等名: 2013 (108th) Annual Meeting of American Urological Association
  • 発表場所: San Diego Convention Center( San Diego, USA)
  • 年月日: 20130504-20130508
• [学会発表] Management of stone disease in the 21st century (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Yasui
  • 学会等名: 2013 (108th) Annual Meeting of American Urological Association
  • 発表場所: San Diego Convention Center( San Diego, USA)
  • 年月日: 20130504-20130508
  • 招待講演
• [学会発表] Elucidation of metabolic syndrome-related paracrine system by co-culturing renal tubular epithelial cells and adipocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Fujii, Atsushi Okada, Kazumi Taguchi, Kazuhiro Niimi, Shuzo Hamamoto, Masahito Hirose, Takahiro Yasui, Kenjiro Kohri
  • 学会等名: 2013 (108th) Annual Meeting of American Urological Association
  • 発表場所: San Diego Convention Center( San Diego, USA)
  • 年月日: 20130504-20130508