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2018 Fiscal Year Annual Research Report

代謝産物を介した多細胞間ネットワークの統合的解析による臓器機能in toto把握

Research Project

Project/Area Number 17H06270
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

伊藤 裕  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (40252457)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮下 和季  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任准教授 (50378759)
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
Keywordsマスイメージング / メタボローム / 代謝産物 / 急性腎不全 / 代謝変容 / ATP / アデニンヌクレオチド
Outline of Annual Research Achievements

我々はこれまでの検討で、組織内の代謝産物(メタボライト)を1ピクセル40マイクロメートルの精度で網羅的に定量し可視化する新しい研究手法である、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法マスイメージング(MALDI-IMS)を用いて、腎内に分布する代謝産物ひとつひとつを可視化することに成功した。本研究では、マウス腎動脈クリッピングによる10分間の短時間虚血によるAKIにおける、腎エネルギー代謝産物の変容を、MADI-IMSにて検討した。45分間の腎動脈虚血再灌流による腎障害では、ROS産生の亢進が顕著となり、その結果として腎間質の線維化と腎機能低下が生じると考えられている。一方、今回我々が検討した10分虚血再灌流では、ROS産生は顕著ではなく組織学的な腎障害はないものの、尿中Na排泄分画(FeNa)低下を特徴とする腎機能低下を認めた。このことから腎Na再吸収を駆動する腎エネルギー代謝の低下が示唆されたので、マスイメージングを用いて10分虚血に伴うエネルギー代謝の変容を腎臓の部位別に可視化解析した。正常腎ではミトコンドリアによる酸化的リン酸化が盛んな部位である皮質優位のATP分布を呈しており、嫌気代謝が主体である髄質内側ではATP低値であった。10分間の短期虚血で近位尿細管が分布する皮質および髄質外側線条(OSOM)ではATPが低下し、総アデニレート(ATP+ADP+AMP)の喪失を生じたが、髄質内側線条(ISOM)および髄質内側では総アデニレートの喪失は生じなかった。10分虚血後24時間の再灌流による腎皮質およびOSOMでの総アデニレートの回復は、虚血前の80%程度にとどまり、その結果として再灌流後もATP低下が遷延した。これらの所見から、ROS亢進が顕著ではない短期虚血に伴うAKIの新しい治療戦略として、虚血に伴い喪失した腎皮質の総アデニレートの改善が有用と考えられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初計画通り、腎疾患発症に関与する代謝変容を明らかにしてきた。

Strategy for Future Research Activity

腎疾患発症に関与する、腎代謝変容を制御する方法の開発に取り組む。

  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Home-based Aerobic Exercise and Resistance Training in Peritoneal Dialysis Patients: A Randomized Controlled Trial2019

    • Author(s)
      Uchiyama Kiyotaka、Washida Naoki、Morimoto Kohkichi、Muraoka Kaori、Kasai Takahiro、Yamaki Kentaro、Miyashita Kazutoshi、Wakino Shu、Itoh Hiroshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 2632~2632

    • DOI

      10.1038/s41598-019-39074-9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pre-emptive medicine for hypertension and its prospects2018

    • Author(s)
      Itoh Hiroshi、Hayashi Kaori、Miyashita Kazutoshi
    • Journal Title

      Hypertension Research

      Volume: 42 Pages: 301~305

    • DOI

      10.1038/s41440-018-0177-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exercise Capacity and Association with Quality of Life in Peritoneal Dialysis Patients2018

    • Author(s)
      Uchiyama Kiyotaka、Washida Naoki、Muraoka Kaori、Morimoto Kohkichi、Kasai Takahiro、Yamaki Kentaro、Miyashita Kazutoshi、Wakino Shu、Itoh Hiroshi
    • Journal Title

      Peritoneal Dialysis International

      Volume: 39 Pages: 66~73

    • DOI

      10.3747/pdi.2018.00075

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Organ memory: a key principle for understanding the pathophysiology of hypertension and other non-communicable diseases2018

    • Author(s)
      Itoh Hiroshi、Kurihara Isao、Miyashita Kazutoshi
    • Journal Title

      Hypertension Research

      Volume: 41 Pages: 771~779

    • DOI

      10.1038/s41440-018-0081-x

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 急性虚血性腎障害におけるフェブキスソタットによるATPブーストを介した腎保護メカニズムのマスイメージングを用いた可視化解析2018

    • Author(s)
      藤井健太郎, 宮下和季, 久保亜紀子, 佐藤正明, 萩原あいか, 井上博之, 竜崎正毅, 末松誠, 伊藤裕
    • Organizer
      第41回日本高血圧学会総会
  • [Presentation] A semi-quantitative mass imaging technique revealed region-specific alteration of adenylates in the murine kidney after transient ischemia and reno-protective effect of febuxostat by ameliorating ATP levels in the cortex.2018

    • Author(s)
      藤井健太郎, 宮下和季, 久保亜紀子, 佐藤正明, 萩原あいか, 井上博之, 竜崎正毅, 末松誠, 伊藤裕
    • Organizer
      第61回日本腎臓学会総会
  • [Presentation] キサンチンオキシダーゼ阻害による虚血腎保護メカニズムのマスイメージングを用いた可視化解析2018

    • Author(s)
      藤井健太郎, 宮下和季, 久保亜紀子, 佐藤正明, 萩原あいか, 井上博之, 竜崎正毅, 末松誠, 伊藤裕
    • Organizer
      第91回日本内分泌学会総会
  • [Presentation] Febuxostat exerted reno-protective effects after transient ischemia by promoting ATP recovery in the cortex: visualization of renal adenine nucleotides by an imaging mass-spectrometry technique2018

    • Author(s)
      K. Miyashita, K. Fujii, A. Kubo, M. Sato, A. Hagiwara, H. Inoue, M. Suematsu, H. Itoh
    • Organizer
      27th Scientific Meeting of International Society of Hypertension,
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A mass imaging technique revealed a reno-protective effect of the xanthine oxidase inhibitor febuxostat in the ischemic kidney by promoting ATP recovery in the cortex2018

    • Author(s)
      K. Miyashita, K. Fujii, A. Kubo, M. Sato, A. Hagiwara, H. Inoue, M. Suematsu, H. Itoh
    • Organizer
      28th Scientific Meeting of European Society of Hypertension
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A SEMI-QUANTITAIVE IMAGING MASS SPECTROMETRY REVEALED THE RENO-PROTECTIVE EFFECT OF FEBUXOSTAT IN THE ISCHEMIC KIDNEY BY PROMOTING ATP RECOVERY IN THE CORTEX.2018

    • Author(s)
      K. Miyashita, K. Fujii, A. Kubo, M. Sato, A. Hagiwara, H. Inoue, M. Suematsu, H. Itoh
    • Organizer
      55th ERA-EDTA congress
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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