| 研究課題/領域番号 |
26450118
|
|---|
| 研究機関 | 筑波大学 |
|---|
研究代表者 |
王 碧昭 筑波大学, 生命環境系, 教授 (80261775)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| キーワード | ストレス誘発 / 腎障害 / addicsin / in vitro培養 / 腎糸球体 / 基底膜 / 低酸素 / 細胞外マトリクス |
|---|
| 研究実績の概要 |
ストレスから派生した疾患の中に、多くの腎疾患が注目されているが、腎臓のストレスバイオマーカが少ないため、発症メカニズムの解明が困難である。本研究は脳と腎臓両方に発現するaddicsinタンパク質に着目し、ストレス惹起剤PTZと高架十字路を用い、addicsinが脳と腎臓の関連性を検証した。また、脳内addicsinと結合する神経型グルタミン酸トランスポーターであるEAAC1タンパク質の腎臓での発現も検証した。前年度の検証により、addicsinは腎臓のバイオマーカーとして使用可能である結果を得た。また、ストレスが腎臓血管の充血、糸球体基底膜の肥厚、糸球体メサンギウム基質の増加等腎障害をもたらす現象を観察したため、今年度はin vitro培養系において、ストレス誘発型な培養腎臓を試みた。生体内と同様なaddicsin変化に基づき、物理条件の温度、酸素を制御しながら、pHと培養液の流速を調整したところ、体温より低い温度の32℃と中性より酸性pH6.5および15%低酸素の培養条件が１週間培養したところ、生体内とほぼ同様なaddicsin変化に達した。HE、MT、PAS染色により、糸球体基底膜の肥厚および糸球体メサンギウム基質の増加が観察された。しかし、in vitro培養において、血液の代わりに培養液を供給するため、腎血管の充血が観測されなかった。面白いことに、濾過機能を司る糸球体基底膜及び再吸収を司る尿細管に存在する細胞外マトリクスは変化を引き起こし、また炎症に関わるTGF-βの変化も観察される。ストレスは臓器組織に炎症を引き起こし、組織ECMの変異を連動し、障害をもたらすことを示唆する。上記の成果を第11回結合組織研究会および平成27年度化学工学会つくば化学技術懇話会で発表した。
|
| 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
In vitro実験において、平成２７年度の目標は前年度のaddicsinのバイオマーカーを基準とするストレス誘発型の生体内腎障害を、培養系に物理化学条件を加えたうえ生体外の腎障害をミミックすることである。そのため、外因性ストレスを構成できるファクターの温度、酸素、pH、培養液流速、血清供給率、およびPTZの滴加を利用して、百種類の組み合わせにより、蛍光ラベルしたaddicsinの経時同定を観測した。その結果、温度、酸素、pH、血清供給低減、培養液流速増加がストレス誘発的な生体基準に満たされる条件を見出した。また、１週間培養後のサンプルをHE、MT、PAS染色で観察し、初年度の生体内検証した結果と同様に、糸球体基底膜の肥厚および糸球体メサンギウム基質の増加に満たされる条件をさらに検証したところ、流速変動と血清供給低減など生体内恒常性を破壊する条件を除外し、最終的にコントロールしやすい物理的な条件32℃、pH6.5、15%酸素を選定した。
In vivo実験において、初年度に観察したストレス誘発したマウス生体腎に膠原繊維の増加現象は自己免疫疾患の病態腎に類似するため、炎症から引き起こす生体内初期障害に着目し、炎症に関わる好中球増加、TGF-βの発現および細胞外マトリクスの増減を免疫蛍光染色により検証した。その結果、ストレス初期は腎臓に炎症を引き起こすことを捉え、ストレスから引き起こした炎症が腎障害に影響を与えることを示唆した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
平成２７年度はストレス誘発可能なin vitro培養系を樹立したため、この培養系を利用して、動物代替可能な生体模倣システムをさらに展開し、上記物理的なストレス条件下で障害された腎臓を回復させる方法の開発を目指す。そのため、まず、ストレス誘発可能な培養系で腎臓障害の発生部位および発生因子の経時変化をしらべ、特に腎線維症に関わる細胞外マトリクスおよび炎症因子の増減遷移を詳しく調べ、細胞外から細胞内への情報伝達との関連性を解明する。また、情報伝達経路に主な制御因子を特定し、その因子の抗体やインヒビターを用い腎臓培養系に経時的に導入し、治癒回復効果を調べる。さらに、物理的なストレスファクターであるpH、酸素、温度も視野に入れて、障害腎臓に対する治癒効果を検証し、抑制因子と物理条件の組み合わせにより最適な治癒因子を見出す。
一方、in vivoの生体投与で検証しなければ、臨床応用が不可能であるため、上記の治癒因子をストレス性誘起されたラットに投与し、生体内の障害腎への回復効果を検証する。さらに慢性障害腎に長期的に投与しながら、臓器の回復と再生の可能性を確認し、臨床応用可能な治癒法を探求する。
|
