2017 Fiscal Year Annual Research Report
The pathophysiology of diabetic tubulopathy and therapeutic application
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16H05315
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
脇野 修 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (50265823)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 一宏 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (30424162)
伊藤 裕 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (40252457)
徳山 博文 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (50276250)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 近位尿細管 / 糖尿病性腎症 / 肥満関連腎症 / iNAMPT / Rho / mDia / SGLT2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Rho/Rhoキナーゼ経路の活性化に関するプロジェクトではRho下流のシグナルとしてRhoキナーゼとともに重要であるmDia蛋白の活性化がRhoキナーゼの活性化前より認められ、尿細管細胞の増殖、細胞周期の活性化に寄与することが明らかとなった。この変化が生じるメカニズムを検証中である。またRhoの活性化の抑制のため高用量のスタチンの効果を検証した。高脂肪食肥満マウスにみられるアルブミン尿は、早期からの高用量スタチン継続投与で減少し、糸球体肥大、尿細管肥大などの組織学的障害を改善した。肥満関連腎症早期からのスタチン継続投与により、肥満関連腎症の進展抑止、および糖尿病性腎症への進展を抑制できる可能性が示唆された。近位尿細管におけるニコチン酸代謝異常 も評価した。我々は糖尿病における早期のニコチン酸代謝異常の重要性について明らかにしてきたが、その一つとしてNMN(nicotinamide mononucleotide)の合成酵素であるiNAMPTの活性について検討してきた。その結果糖尿病では尿たんぱくが持続する晩期においてiNAPTの発現の低下が認められることがわかり、その原因としてTGFによるepigeneticな発現抑制の存在が明らかとなった。そしてこのiNAMPTの発現低下は催線維化因子TIMP-1の発現亢進を介し、尿細管周囲の線維化、尿細管基底膜の肥厚に寄与するという新しい病態機序の存在を明らかにした。SGLT2活性化とmTOR経路の活性化および尿細管細胞肥大はSGLT2阻害薬投与のマウスでの尿細管肥大の抑制効果は認められなかったが、糖尿病の初期に認められるSGLT2の近位尿細管における活性化のメカニズムについて細胞レベルで明らかとし、糖センサーであるGlut2およびHNF1の活性化が重要であることを明らかとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ヒト糖尿病性腎症の検体を用いた検討がまだ不十分である。ヒト腎生検検体におけるiNAMPT、TGFb、TIMP-1の発現の相関を現在検討中である。移植腎臓を用いたSGLT-2、Rho、Rhoキナーゼ、mDiaといった分子の発現の解析、早期腎障害における意義についての検討も現在ヒト検体収集中である。これらについては倫理審査が今年承認されたところである。その一方で動物実験については最終段階に入っており進行としては予想どおりである。特にiNAMPTに関する検討は遺伝子改変動物がすでに準備されている状況であったのでスムーズな研究遂行が可能であった。現在さらにメカニズムを明らかにする目的で、iNAMPTのプロジェクトに関しては他の動物モデル例えば肥満型糖尿病モデルであるdb/dbマウス、片側尿管結紮モデルUUOマウスモデルで、iNAMPT欠損における腎線維化、腎コラーゲン蓄積の機序を明らかにしている。Rhoキナーゼ経路のモデルでは、スタチン投与実験のデータを収集し、有効性に対するメカニズムを検討中である。また尿細管細胞に物理的進展刺激を加える系を応用し、この変化がRhoを活性化させ、サイトカインの分泌を亢進させるという貴所を明らかにしている。SGLT2のプロジェクトに関してはmTORの代わりにSirt1の発現の変化に関し検討を加えている。SGLT2阻害が我々が注目している長寿遺伝子Sirt1の発現を維持することを1型および2型糖尿病モデル動物で明らかにした。その機序としてSGLT2による細胞内への糖流入の抑制がSirt1の発現維持に重要であることを明らかとした。この効果は近年注目されているSGLT2阻害薬の腎保護効果の長期持続性を説明する一つの機序として重視されるものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずヒト検体を用いた解析を積極的に進めたい。糖尿病性腎症、肥満移植症例を積極的に腎生検を行い、我々の注目する分子の病態への関与について明らかにし、その病期における発現異常の変遷を明らかにし超早期の病変として位置付けこれを臨床応用に結び付けたい。さらに残された時間でまだ十分に解析できていないtubulopathyに関する病態を検証したい。特に虚血に対する低酸素応答の機序を明らかにしたい。我々の以前の検討では低酸素状態において最初に反応する分子であるPHD2の誘導型近位尿細管特異的欠損マウスを用い、肥満、糖尿病では低酸素状態にあるにも関われずPHD2の発現抑制が十分でないことを明らかにしている。この系を用い、糖尿病性腎症の超早期の分子、組織的な変化とらえるマーカを明らかにしたい。PHD2の不活化により生じる腎内分子変化および尿中排泄代謝産物を検討し、超早期のマーカーとしたい。それとともに糖尿病性腎症のprimaryの変化は高血糖なのか、低酸素なのかを明らかにしたいと考えている。また低酸素に関連して、糖尿病の早期における糖新生、ミトコンドリア代謝異常なども検討を加え、研究計画を完成させたいと考えている。
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