転移RNAの挙動に基づいた新規腎障害マーカーの確立

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26860624
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 三島 英換 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 助教 (00706939)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 転移RNA / ｔRNA / 慢性腎臓病 / 急性腎傷害 / バイオマーカー / 酸化ストレス / 核酸

研究実績の概要

酸化ストレスは細胞ダメージを引き起こし急性および慢性腎不全を含む様々な疾患の病態形成に関与する。申請者らは独自に樹立した転移RNA 特異的な抗体と質量分析装置による解析から細胞障害時の転移RNA（tRNA）の挙動を検知することが新規の組織障害のバイオマーカーとなりうることを見出してきた。我々が確立したELISAおよびLC-MSを用いて血中tRNA由来物濃度の測定を行った所、急性腎障害（心臓外科手術を受けた後の患者）および慢性腎臓病の 患者において腎機能の悪化と血中tRNA 由来物濃度に相関性と認めた。さらにこの血中濃度の変化は既存の腎機能マーカーである血清Crの上昇よりも早期から上昇することを認めた。
また、細胞障害時におけるtRNAの分解が担う生理的意義の検討を進めた。この検討のために細胞ストレス時のtRNAの分解を行う酵素であるAngiogeninのKOマウスを作成した。腎障害を惹起させた本マウスの解析することで、腎障害の病態形成におけるストレス誘導性のtRNA分解が担う役割の検討を進めている。また培養細胞を用いたストレス実験（酸化ストレス、虚血ストレス）においてtRNA分解の誘導および阻害を行い細胞死への寄与を検討している。各種ストレスおよび酵素誘導により培養細胞においてもストレス誘導性のtRNA分解を確認することができており、細胞生存、細胞応答への影響をMTT アッセイ、migration アッセイ、炎症性サイトカイン発現量の変化等で検討を行う。

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

本研究の目的である腎障害のバイオマーカーとしての血中tRNA由来物質濃度の有用性に関しては、腎機能の悪化と血中tRNA由来物質濃度に相関性を得ることができており、今後は病型ごとの違いや予後との関連の解析を進めていく。Angiogenin KOマウスは樹立されており、現在本マウスの表現形の検討を進めているところである。tRNA由来物の測定や解析に用いる方法は確立されつつおり、今後は解析方法のさらなる改良をすすめる。このため当初の年次目的を概ね達成していると考えられる。

今後の研究の推進方策

倫理申請をすでに承認されている各種腎臓病の患者検体を用いて、腎臓病の病型、腎機能、予後と血中tRNA由来物濃度の関連性の検討を継続する。Angiogenin KOマウスを用いて、各種腎障害モデル（シスプラチン腎症、アデニン誘発性腎症、5/6腎摘出モデル）を惹起させることで、腎障害発生におけるAngiogeninが関与するストレス誘導性tRNA分解反応の重要性の検討を進める。培養細胞実験でも同様に各種ストレスモデルを用いてtRNA分解反応の誘導および阻害が細胞傷害に与える影響の検討を進めていく。またtRNA由来物質の測定系に関してはさらなる精度の上昇に務めるべく改良を行っていく。

次年度使用額が生じた理由

測定に用いる消耗品であるカラムおよびELISAキットの納入が遅れたため、その費用のため次年度に繰り越すため

次年度使用額の使用計画

血中tRNA由来物濃度の測定のための消耗品であるカラムおよびELISAキットの購入に当てる

研究成果

• [雑誌論文] Alteration of the Intestinal Environment by Lubiprostone Is Associated with Amelioration of Adenine-Induced CKD (2015)
  • 著者名/発表者名: Mishima E, Fukuda S, Shima H, Hirayama A, Akiyama Y, Takeuchi Y, Fukuda NN, Suzuki T, Suzuki C, Yuri A, Kikuchi K, Tomioka Y, Ito S, Soga T, Abe T.
  • 雑誌名: Journal of the American Society of Nephrology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1681/ASN.2014060530
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exonic mutations in the SLC12A3 gene cause exon skipping and premature termination in Gitelman syndrome (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi Y, Mishima E, Shima H, Akiyama Y, Suzuki C, Suzuki T, Kobayashi T, Suzuki Y, Nakayama T, Takeshima Y, Vazquez N, Ito S, Gamba G, Abe T.
  • 雑誌名: Journal of the American Society of Nephrology 巻: 26 ページ: 271-279
  • DOI: 10.1681/ASN.2013091013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational change in transfer RNA is an early indicator of acute cellular damage (2014)
  • 著者名/発表者名: Mishima E, Inoue C, Saigusa D, Inoue R, Ito K, Suzuki Y, Jinno D, Tsukui Y, Akamatsu Y, Araki M, 他26名
  • 雑誌名: Journal of the American Society of Nephrology 巻: 25 ページ: 2316-2326
  • DOI: 10.1681/ASN.2013091001
  • 査読あり
• [雑誌論文] 最新臨床高血圧学―高血圧治療の最前線― VII ライフステージ・タイプ別の高血圧の治療・管理 合併症を有する高血圧 CKD (2014)
  • 著者名/発表者名: 三島英換 伊藤貞嘉
  • 雑誌名: 日本臨床 巻: 72 ページ: 454-458
• [雑誌論文] 各種臓器の血管病変と治療の展望 ５）慢性腎臓病の病態と新規治療 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部高明 三島英換 伊藤邦彦 林謙一郎
  • 雑誌名: 日本内科学会雑誌 巻: 103 ページ: 2158-2162
• [学会発表] 腸腎連関および虚血と腎 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三島英換
  • 学会等名: Kidney, Hypertension and Endocrinology Seminar
  • 発表場所: 艮陵会館（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-04-06 – 2015-04-06
• [学会発表] Alteration of the intestinal environment by Lubiprostone is associated with amelioration of adenine induced CKD (2015)
  • 著者名/発表者名: 三島英換
  • 学会等名: The 4th Chronic kidney disease frontier meeting
  • 発表場所: キャッスルプラザホテル（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-02-28 – 2015-02-28
• [学会発表] Lubiprostone Ameliorates the Progression of Chronic Kidney Disease By Altering the Intestinal Environment (2014)
  • 著者名/発表者名: 三島英換
  • 学会等名: Kidney Week 2014
  • 発表場所: Philadelphia, USA
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-15
• [学会発表] メタゲノムとメタボローム解析による腎不全時の腸内環境変化の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三島英換
  • 学会等名: 第57回日本腎臓学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-07-04 – 2014-07-06
• [備考] 東北大学大学院医工学研究科 生体再生医工学講座 分子病態医工学分野
  • URL: http://plaza.umin.ac.jp/~takaabe/
• [備考] 東北大学 医学系研究科 医学部 腎高血圧内分泌学分野
  • URL: http://www.int2.med.tohoku.ac.jp/index.html