Renal graft conditioning by simultaneous upregulation of 14-3-3 and Nrf2 during machine perfusion

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K10500
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 深井 原 北海道大学, 医学研究院, 特任講師 (60374344)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 嶋村 剛 北海道大学, 大学病院, 准教授 (00333617) ; 川村 典生 北海道大学, 医学研究院, 特任助教 (20746953) ; 島田 慎吾 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (40755576) ; 木村 太一 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (90435959)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 腎移植 / 機械灌流 / 虚血再灌流傷害 / コンディショニング / 14-3-3

Outline of Annual Research Achievements

ヒト尿細管上皮細胞株(HK2)を用いたin vitro実験で、低温酸素化における14-3-3ζの役割、 14-3-3ζ発現とNrf2 活性化の同時達成法の探索、 心停止腎保存・再灌流障害軽減法の探索 (in vitro) を検討した。14-3-3ζは虚血ストレスによって発現が緩やかに増強した。その発現は薬剤投与後3時間でタンパク質量は10倍に増加した。一方、NaHSはNrf2とStat3の核内移行を促進し、Aktのリン酸化を維持した。興味深いことに、本法によるAktのリン酸化作用は低酸素、ATP枯渇、pH低下状態では起こらなかった。臓器灌流による酸素化、ATP量維持、乳酸のwash out、酸塩基平衡の維持(緩衝能)の重要性を支持している。14-3-3ζの機能増強とNrf2、Aktの活性化促進によりエネルギー産生促進、抗酸化、生存シグナルの増強を介した細胞機能の維持、傷害軽減が期待された。心停止を模したHK2細胞において、上記の薬剤性コンディショニングの有用性を確認した。
ラットin vivo 温虚血再灌流モデル、ラット心停止ドナー腎を用いた冷保存、機械灌流、単離腎灌流によるスクリーニング系を作成した。上記の薬剤性コンディショニングの有効性を検討し、コントロール群と幾つかの群の試料採取を終えた。しかし、北海道胆振東部地震による停電とフリーザー故障により、精査予定の試料が融解し、破棄した。動物実験をやり直すことは断念した。細胞実験に注力し、14-3-3ζの機能増強とNrf2、Aktの活性化の方法論を概ね確立できた。詳細な機能解析のために14-3-3ζ、ルシフェラーゼ、redoxプローブ、pHセンサー、細胞内Ca2+プローブ等を恒常的に発現する細胞株を樹立した。今後、これらのツールを用いて、冷保存、低酸素ストレスに対する14-3-3ζの役割の解明が進むことが期待される。