研究課題
若手研究(A)
本年度は腎オートファジーと糖尿病性腎症との関わりを明らかとした。近位尿細管オートファジーと糖尿病性腎症との関わりを検討した。蛋白尿の増加に伴う尿細管障害の進展におけるオートファジーの関与を検討するため、オートファゴソーム可視化マウスに尿蛋白モデルを作製したところ、尿蛋白の増加に伴い近位尿細管に顕著なオートファジーの亢進が観察された。絶食ならびに尿蛋白に伴うオートファジーの活性化は高脂肪食肥満モデルによって抑制された。肥満に伴う近位尿細管細胞オートファジーの減弱が、尿蛋白負荷による尿細管障害の進展に及ぼす影響を検討する為に、Atg5floxマウスと近位尿細管特異的Cre発現マウスとの交配により近位尿細管特異的Atg5(オートファジー)欠損マウスを作製し検討した。野生型マウスでは、尿蛋白の増加に伴い軽度の尿細管障害をきたすが、この病変はオートファジー欠損マウスにおいて顕著に増悪した。肥満に伴うオートファジー活性の抑制機構を検討した。オートファジーの活性を負に制御する細胞内栄養シグナルであるmTORC1の過剰亢進が、肥満マウス近位尿細管細胞で亢進し、オートファジー活性を抑制している事がマウスモデルならびにヒト腎生検組織で確認された。さらに糸球体上皮細胞オートファジーと糖尿病性腎症との関連も検討した。糖尿病状態での糸球体上皮細胞障害とオートファジーとの関連を検討するために、糸球体上皮細胞特異的オートファジー欠損マウスを作製し、高脂肪食負荷により肥満2型糖尿病モデルを作製、糸球体構造の変化、蛋白尿の出現について検討を行った。その結果、オートファジー活性が保たれている場合には高脂肪食負荷により微量アルブミン尿を認めたが、オートファジー活性を欠損させたマウスにおいては蛋白尿の著しい増加を認めた。腎臓におけるオートファジー活性の低下が糖尿病性腎症の進展に寄与することが明らかとなった。
2: おおむね順調に進展している
当初予定とした実験のほぼすべてを結果として得ることができている。その中で、2つの論文発表に至った。
平成26年度は全身のエネルギー代謝における腎臓の役割を検討する。腎栄養感知シグナルが飢餓時の全身エネルギー代謝恒常性維持に果たす役割を検討する。これまでに作製したfloxマウスと肝特異的Creマウスとの交配後、更に薬剤誘導性近位尿細管特異的Creマウスとの交配を行い、肝腎ダブル遺伝子欠損マウスを作製する。作製した遺伝子欠損マウスを絶食とし、血糖ならびに血清ケトン濃度の推移を検討し、まず肝臓単独における栄養感知シグナルの異常が全身の飢餓応答に及ぼす影響を検討する。後日、薬剤誘導性に近位尿細管細胞にCreを発現させ、肝臓特異的な表現系解析を行った同一マウスを肝腎ダブル遺伝子欠損マウスとする。その後、同様に絶食負荷を行い、血糖ならびにケトン濃度の推移を検討すると共に、腎内飢餓応答における各シグナルが担う役割を、実験A)の結果と比較検討する。オートファジーの上流に位置すると考えられる栄養感知シグナルの異常(遺伝子改変)により、オートファジー欠損マウス同様の表現系が得られ際には、そのシグナルが腎近位尿細管細胞における飢餓応答機構としての生理学的役割の中心を担うシグナルであったことを示す。次に、腎栄養感知シグナルの異常と尿細管障害進展との関わりを検討する。肥満と加齢は、慢性腎臓病ならびに急性腎傷害いずれにおいても、腎予後不良因子である。この予後不良の原因が肥満と加齢による腎栄養感知シグナルの異常により引き起こされるという仮説を証明するために、近位尿細管特異的遺伝子改変マウスに対する腎障害モデルを誘導し検討する。野生型マウスならびに、遺伝子改変マウスに1) 腹腔内アルブミン負荷による尿蛋白誘導性の慢性腎臓病モデル、2) 虚血再還流あるいはシスプラチンを用いた急性腎傷害モデル、3) 24ヶ月齢の老化モデルを作製し、それぞれの腎障害進展に対する腎内栄養感知シグナル異常の関与を検討する。
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