ミトコンドリアとリソソームの品質管理に着目した糖尿病性腎症の早期診断法の開発

以线粒体和溶酶体质量控制为重点的糖尿病肾病早期诊断方法的开发

基本信息

批准号：
21K07350
负责人：
石井直仁
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Kitasato University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

腎症発症前の糖尿病ラットの腎皮質において、酸化ストレスマーカーの3-nitrotyrosine生成亢進とミトコンドリアのニトロ化タンパク質同定により、ミトコンドリアは酸化ストレス障害を受けていることを示した。損傷ミトコンドリア蓄積は、細胞障害の原因となる可能性があり、腎機能障害を防ぐためには、損傷ミトコンドリアを分解・除去しなければならない。腎症発症前の糖尿病ラットの腎皮質において、損傷ミトコンドリアを選択的に分解・除去するマイトファジーの誘導とミトコンドリアタンパク質が尿中に排泄されることを示した。また、尿中で分解不全なミトコンドリアタンパク質が検出されたことから、マイトファジーに関わるリソソームの損傷（不全）とリソソームを選択的に隔離、修復するリソファジーの誘導が予測された。ミトコンドリアとリソソームの機能低下は、糖尿病性腎症発症・進展の一端を担っており、これらの機能評価は、腎機能評価に繋がると考える。目的は、糖尿病性腎症の早期診断マーカーとして糖尿病で損傷したミトコンドリアとリソソームの品質管理システム(マイトファジー、リソファジー)と尿中への分解・排泄メカニズムを明らかにし、糖尿病性腎症の早期診断法を確立することである。本年度の研究概要は以下である。１．動物実験　尿中ミトコンドリアタンパク質の排泄に関わるマイトファジー解析の一環として、マイトファジー亢進と共に1)ミトコンドリアでのエネルギー生成を担う脂肪酸代謝は、ω6脂肪酸からω3脂肪酸（抗酸化・血管保護作用）への脂肪酸代謝シフトが示された。2) 脂肪酸のミトコンドリア内膜透過を担うアシルカルニチンは高値を示した。3) リソソームの品質管理システムであるリソファジーとリソソーム修復は、亢進傾向を示した。２．臨床研究　研究対象者を「慢性腎臓病(CKD)診療ガイドライン2018(日本腎臓学会)」により分類した4群の患者尿検体採取・分析を進めた。

在糖尿病大鼠肾病发病前的肾皮质中，氧化应激标记物3-硝基酪氨酸的产生增加，并且线粒体硝化蛋白的鉴定表明线粒体受到氧化应激的损害。受损线粒体的积累会导致细胞损伤，必须降解和清除受损的线粒体，以防止肾功能障碍。我们发现，在肾病发病前，糖尿病大鼠的肾皮质中会诱导线粒体自噬，选择性地降解和去除受损的线粒体，并将线粒体蛋白从尿液中排出。此外，尿液中不完全降解的线粒体蛋白的检测预测了参与线粒体自噬和溶菌诱导的溶酶体的损伤（不足），溶酶体选择性地分离和修复溶酶体。线粒体和溶酶体功能下降在糖尿病肾病的发病和进展中发挥作用，我们相信评估这些功能将导致肾功能评估。目的是阐明糖尿病损伤的线粒体和溶酶体的质量控制系统（线粒体自噬、溶酶体）及其在尿液中降解和排泄的机制，作为糖尿病肾病早期诊断的标志物，目标是建立。今年的研究概要如下。 1.动物实验：作为与尿线粒体蛋白排泄相关的线粒体自噬分析的一部分，我们发现1）负责线粒体能量产生的脂肪酸代谢增加了脂肪酸从ω6脂肪酸向ω3脂肪酸的转化（抗氧化和血管保护作用）以及线粒体自噬增强。 2）观察到高水平的酰基肉碱，它负责脂肪酸渗透到线粒体内膜。 3）溶酶体质量控制系统、溶食和溶酶体修复趋于增强。 2.临床研究：根据2018年慢性肾脏病（CKD）临床实践指南（日本肾脏病学会）对研究对象进行分类，收集并分析四组患者的尿液样本。