慢性腎不全の血管石灰化と内皮機能異常の共通制御の機構解明と治療標的分子の同定

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25461140
• 研究機関: 久留米大学
• 研究代表者: 梶本 英美 久留米大学, 医学部, 助教 (50349700)
• 研究分担者: 岩元 美子 久留米大学, 医学部, 助教 (30597422) ; 打和 大幹 久留米大学, 医学部, 助教 (30624506) ; 甲斐 久史 久留米大学, 医学部, 准教授 (60281531)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 慢性腎不全 / 血管内皮機能 / 血管石灰化

研究実績の概要

慢性腎不全 (CKD)患者では、末期腎不全に陥る頻度よりも、心血管疾患で死亡する率が高い。血管石灰化と内皮機能障害はCKD患者における血管障害の特徴だが、メカニズムは不明である。アテローム硬化型の血管石灰化では、血管平滑筋細胞の骨芽様細胞への形質転換の制御機構において、骨形成蛋白質であるBone Morphogenetic Protein (BMP)/Smadシグナリングの関与が報告されている。さらに最近、申請者は内皮細胞においても、CKD患者の血清が、BMP/Smadシグナリングを活性化させることを見出した。本研究では、BMP/Smad経路がCKDの血管石灰化と内皮機能障害の病態生理において、共通した重要な制御メカニズムであることを明らかにし、CKDの二大合併症を同時に予防、治療する方法の開発を目指している。我々は腎不全マウスとして、5/6腎臓摘出マウスを作成している。CKDマウスでは、血圧上昇を伴わずに、中等度腎機能低下がみられることを示している (Kajimoto et al, Kidney Int 2012)。以下の項目を解析した。
計画2: 内皮細胞におけるBMP/Smad経路の機能解析
計画2-1: ALK3 ノックアウトマウス: BMP受容体の一つであるALK3 ノックアウト (KO)マウスにおけるCKDモデルを作成した。血管石灰化の有無と内皮機能を調べることにより、BMP/Smad経路の関与を証明できた。
計画2-2: BMPRIA阻害剤投与による内皮機能の保持: 腎不全マウスを作成し、2週間後からBMP Type I 受容体を特異的に阻害する低分子化合物であるLDN-193189 3mg/kg 1日2回を腹腔投与した。2週間後、大動脈における内皮機能の保持効果があるか解析した。LDN-193189のvivoに対する効果は、肺の組織を用いて確認できた。
計画2-3: 培養内皮細胞にリコンビナントタンパクのBMP2を投与し、細胞内eNOSシグナリングの発現、培養液中へのNOxの放出量を評価した。

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

予定した実験・解析ができているため。

今後の研究の推進方策

当初の予定通り、計画3: CKDにおける血管石灰化と内皮機能障害を共に制御するBMP/Smad経路の意義について検討する。

次年度使用額が生じた理由

実験予定が複数年度に渡って継続的に行う内容があり、一部の助成金の支出が次年度になった。

次年度使用額の使用計画

試薬等の購入や解析に使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] BMP type I receptor inhibition attenuates endothelial dysfunction in mice with chronic kidney disease. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kajimoto H, Kai H, Aoki H, Uchiwa H, Aoki Y, Yasuoka S, Anegawa T, Mishina Y, Suzuki A, Fukumoto Y, Imaizumi T.
  • 雑誌名: Kidney International 巻: 87 (1) ページ: 128-36
  • DOI: 10.1038/ki.2014.223
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] FOXO4-knockdown suppresses oxidative stress-induced apoptosis of early pro-angiogenic cells and augments their neovascularization capacities in ischemic limbs. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayoshi T, Sasaki K, Kajimoto H, Koiwaya H, Ohtsuka M, Ueno T, Chibana H, Itaya N, Sasaki M, Yokoyama S, Fukumoto Y, Imaizumi T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 24 ページ: e92626
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0092626.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Large Blood Pressure Variability Aggravates Arteriolosclerosis and Cortical Sclerotic Changes in the Kidney in Hypertensive Rats. (2014)
  • 著者名/発表者名: Aoki Y, Kai H, Kajimoto H, Kudo H, Takayama N, Yasuoka S, Anegawa T, Iwamoto Y, Uchiwa H, Fukuda K, Kage M, Kato S, Fukumoto Y, Imaizumi T.
  • 雑誌名: Circ. J 巻: 78 (9) ページ: 2284-2291
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-14-0027
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Triiodothyronine activates lactate oxidation without impairing fatty acid oxidation and improves weaning from extracorporeal membrane oxygenation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kajimoto M, Ledee D, Xu C, Kajimoto H, Isern N, Portman M.
  • 雑誌名: Circ J 巻: 78 (12) ページ: 2867-2875
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-14-0821
  • 査読あり / オープンアクセス