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。

尽管目前日本有1330万慢性肾病（CKD）患者，其特点是肾纤维化，但肾病仍然没有根本性的治疗方法，开发新的治疗方法是一个紧迫的问题。尽管肾脏受交感神经丰富的神经支配，但通过肾交感神经发挥肾脏保护作用的机制尚未阐明。在本研究中，我们将开发一种用光选择性刺激肾交感神经的方法，并利用新型生物传感器和单细胞RNA-seq技术来阐明肾交感神经直接保护肾脏的机制。特别是，我们将重点分析接受交感神经刺激的细胞与其他细胞之间的相互作用。基于这些结果，我们的目标是寻找创新药物发现的靶分子。今年，我们将重点开发一种用光选择性刺激肾交感神经的方法，利用光特异性刺激特定神经的光遗传学技术，建立了一种特异性刺激肾交感神经的方法（主要负责人：井上，副人）。负责人：安倍）。通过蓝光照射可激发交感神经的DBH-Cre:ChR2小鼠的杂交进展顺利，并获得了所需的小鼠。首先，我们建立了一种（在麻醉下）通过光学刺激肾动脉周围区域（肾交感神经平行延伸的区域）来特异性刺激肾交感神经的方法。后来，他建立了一种从体外刺激肾交感神经的方法。通过将植入式LED光源与可远程控制的电池供电刺激器相结合，并将LED光源植入肾交感神经附近，我们建立了一种在有意识的情况下从体外刺激肾交感神经的方法。

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