オプトジェネティクスの技術を活用した腎交感神経の機能解明

利用光遗传学技术阐明肾交感神经的功能

• 批准号: 22H03090
• 负责人: 井上 剛
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03090/
• 关键词: 腎臓; 自律神経; オプトジェネティクス; 腎交感神経; 急性腎障害

腎臓の線維化に特徴づけられる慢性腎臓病(CKD)患者は本邦で現在1330万人いるものの、腎臓病の根本的な治療法はいまだに存在せず、新たな治療法の開発は喫緊の課題である。腎臓には豊富な交感神経支配が存在するものの、腎交感神経経由の腎保護作用機構は解明されていない。本研究では、光で選択的に腎交感神経を刺激する方法を開発し、新規バイオセンサー、シングルセルRNA-seqの技術を用いて、腎交感神経による直接的な腎臓保護機構を解明する。特に、交感神経刺激を受け取った細胞と他の細胞との相互作用に着目し解析を進める。これらの成果を基盤に、革新的な創薬の標的分子の探索を目指す。本年度は、光で選択的に腎交感神経を刺激する方法の開発に注力し、特定の神経を光で特異的に刺激するオプトジェネティクスの手法を活用し、特異的に腎交感神経を刺激する手法を確立した（主担当:井上、副担当:安部）。交感神経に青色光をあてると、神経を興奮させることのできるDBH-Cre: ChR2マウスの交配も順調に進み、目的のマウスを得ることができた。始めに、腎動脈周囲（腎交感神経が並走）を光刺激することで、腎交感神経を特異的に刺激する手法（麻酔下）を確立した。その後、体外から腎交感神経を刺激できる手法を確立した。埋め込み型のLED光源、遠隔制御可能な電池式刺激装置を組み合わせ、LED光源を腎交感神経の近くに埋め込むことで、体外から意識下で腎交感神経を刺激する手法を確立した。

尽管日本目前患有慢性肾脏疾病（CKD）的患者目前有1,330万患者，其特征是肾脏纤维化，但仍没有针对肾脏疾病的基本治疗，而新疗法的发展是一个紧迫的问题。尽管肾脏存在丰富的交感神经，但尚未阐明通过肾交感神经系统通过肾交感神经系统的肾脏保护作用机制。在这项研究中，我们开发了一种用光选择性刺激肾交感神经的方法，我们将使用新型的生物传感器单细胞RNA-SEQ技术来通过肾交感神经来阐明直接的肾脏保护机制。特别是，分析将通过重点关注接受交感神经刺激和其他细胞的细胞之间的相互作用进行。基于这些结果，我们旨在探索创新的药物发现靶标分子。今年，我们专注于开发有选择性刺激肾交感神经系统的方法，并通过利用光遗传学技术来特异性地刺激肾交感神经系统，以特异性地刺激光线（主要是：Inoue，Abe的助手）。 DBH-CRE的交配：Chr2小鼠，在交感神经系统上暴露于蓝光时会激发神经，并继续顺利进行，并获得所需的小鼠。首先，我们建立了一种技术（在麻醉下），该技术通过刺激末期动脉的光（肾交感神经系统平行运行）来专门刺激肾交感神经系统。之后，建立了一种可以从体外刺激肾交感神经系统的技术。已经建立了一种方法，可以通过将可植入的LED光源与远程控制的电池驱动刺激装置相结合，并嵌入接近肾交感神经的LED光源，从而有意识地从体外刺激肾交感神经。

项目成果

長崎大学大学院医歯薬学総合研究科 内臓機能生理学

长崎大学生物医学科学研究科，内脏功能生理学

神経-免疫系を介した抗炎症・腎臓保護メカニズム

神经免疫系统介导的抗炎和肾脏保护机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Nojima Ichiro;Wada Jun;井上 剛
• 通讯作者: 井上 剛

バージニア大学(米国)

弗吉尼亚大学（美国）

Role of autonomic system imbalance in neurogenic pulmonary oedema

• DOI: 10.1111/ejn.15648
• 发表时间: 2022-03-20
• 期刊: EUROPEAN JOURNAL OF NEUROSCIENCE
• 影响因子: 3.4
• 作者: Yang, Aobing;Liu, Bin;Inoue, Tsuyoshi
• 通讯作者: Inoue, Tsuyoshi

腎臓と神経のクロストーク

肾脏和神经串扰

• 发表时间: 2023
• 作者: Inoue T;Nakamura Y;Tanaka S;Kohro T;Li LX;Huang L;Yao J;Kawamura S;Inoue R;Nishi H;Fukaya D;Uni R;Hasegawa S;Inagi R;Umene R;Wu CH;Ye H;Bajwa A;Rosin DL;Ishihara K;Nangaku M;Wada Y;Okusa MD;井上 剛
• 通讯作者: 井上 剛