Role of nutrient-sensing signals in chronic kidney disease

营养感应信号在慢性肾脏疾病中的作用

基本信息

批准号：
21K16186
负责人：
桑形尚吾
金额：
$ 3万
依托单位：
Shiga University of Medical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

現在、我が国の成人８人に１人が慢性腎臓病を有するとされており、その予後改善を目指した治療法の開発が望まれている。あらゆる細胞はATPを産生し、その生命活動を営んでおり、その枯渇は細胞機能、ひいては臓器障害の原因となる。慢性腎臓病患者や腎臓病モデル動物での近位尿細管細胞における脂肪酸に由来したATP産生は低下しており、その回復が新規治療となる可能性が我々の教室ならびに欧米の教室から報告されている。しかしながら、近位尿細管細胞におけるエネルギー産生機構は未知な部分が多く、慢性腎臓病でなぜATP産生障害が生じ、その結果、病態が進展するかはわかっていない。今回の研究では、絶食・非絶食により変化する細胞内エネルギー代謝を制御する細胞内栄養シグナル酵素群に着目し、その遺伝子改変マウスの糖尿病、老化、腎線維化モデルを作製して、細胞内栄養シグナル酵素群の活性亢進・減弱が、近位尿細管細胞のエネルギー代謝、腎障害の進展に影響しうるかを検討することを目的としている。もともとは、細胞内栄養シグナル酵素として重要なmTORC1、それ以外の栄養シグナル酵素であるAMPK、Sirtuin蛋白、O-GlcNAc transferaseに関しても、近位尿細管特異的な遺伝子改変マウス技術を用いて、これら酵素群のGain-of-functionおよびLoss-of-functionを作製し、Metabolomics/Proteomicsの解析を行う予定であった。しかしながら、一部のマウスの飼育室で感染が確認されたこと、マウスの勾配が進まなかったことなどで、mTORC1を上流から抑制する酵素TCS1を近位尿細管細胞特異的に欠損させたマウス（mTORC1のGain-of-function）以外の作製と増殖は進んでいない。今後は、TCS1を近位尿細管細胞特異的に欠損させたマウスの近位尿細管細胞におけるエネルギー代謝、遺伝子発現の変化を解析し、エネルギー代謝と腎障害の関係性を検討する予定である。

目前，据说日本有八分之一的成年人患有慢性肾病，人们希望开发旨在改善预后的治疗方法。所有细胞都会产生 ATP 来进行其生命活动，其消耗会导致细胞功能并最终导致器官损伤。慢性肾病患者和肾病模型动物的近端肾小管细胞中源自脂肪酸的ATP产生减少，我们的实验室和欧洲和美国的实验室报道了其恢复可能是一种新的治疗方法。然而，关于近端肾小管细胞的能量产生机制仍有很多未知之处，也不知道慢性肾病中 ATP 产生受损的原因以及疾病为何会因此进展。在这项研究中，我们重点研究了一组控制细胞内能量代谢的细胞内营养信号酶，这些能量代谢随禁食和非禁食而变化，并在转基因小鼠中创建了糖尿病、衰老和肾纤维化模型。探讨信号酶活性的激活或减弱是否可能影响近端肾小管细胞的能量代谢和肾损伤的进展。最初，我们计划使用针对近端小管的转基因小鼠技术对作为细胞内营养信号酶很重要的 mTORC1 以及其他营养信号酶（如 AMPK、Sirtuin 蛋白和 O-GlcNAc 转移酶）进行研究。群体的功能获得和功能丧失并进行代谢组学/蛋白质组学分析。然而，在一些小鼠饲养室中确认了感染，并且小鼠梯度没有进展，因此从上游抑制mTORC1的酶TCS1的小鼠在近端肾小管细胞中特别缺乏（mTORC1的产生和增殖（增益） -功能）尚未取得进展。未来，我们计划分析近端肾小管细胞特异缺失TCS1的小鼠近端肾小管细胞能量代谢和基因表达的变化，探讨能量代谢与肾损伤之间的关系。