筋腎連関によるビタミンKのミトコンドリアを標的とした新規作用

维生素 K 通过肌肉-肾脏连接靶向线粒体的新作用

基本信息

批准号：
22K11746
负责人：
何欣蓉
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

【研究の目的】CKD 患者と透析患者のうち 10~40 %の割合でサルコペニアを併発し、心血管疾患や死亡・入院リスクの上昇に寄与することが知られている。サルコペニアの成因については不明な点が多いが、筋肉の量的・質的調節を担う骨格筋ミトコンドリアの機能低下が観察される。ミトコンドリアの障害による活性酸素種（ROS）の除去とエネルギーの調節のバランスが崩れ、骨格筋細胞の崩壊に至るためである。ミトコンドリアの機能上昇は、腎疾患の骨格筋障害などの予防や治療につながると考える。【方法】ヒト腎臓近位尿細管細胞HK-2とヒト骨格筋細胞HSkMCにグルタチオン合成阻害剤であるエラスチン(Erastin)を処理し、細胞内鉄の蓄積と脂質ROSを上昇させ、細胞毒性を引き起こすモデルを確立した。その後、細胞の生存率やミトコンドリア障害に関連する遺伝子の発現量の測定、蛍光染色によりミトコンドリア品質の観察を行い、ビタミンKの添加によるHK-2とHSkMC細胞への保護効果とその作用機序を解明する。【研究成果】Erastinを添加して細胞毒性を引き起こした細胞での脂質ROSの増加、およびミトコンドリア障害・断片化が引き起こされることが確認できた。またビタミンKを添加することにより、ミトコンドリアROSの減少、ミトコンドリア品質の改善が観察された。これらの保護作用はGPX4経路ではなく、FSP1経路を介してラジカルを除去することと考えられる。

[研究目的] 已知 10-40% 的 CKD 患者和透析患者会出现肌肉减少症，导致心血管疾病、死亡和住院的风险增加。尽管关于肌肉减少症的原因尚不清楚，但已观察到负责肌肉定量和定性调节的骨骼肌线粒体功能下降。这是因为线粒体损伤导致活性氧（ROS）去除和能量调节之间的平衡被破坏，导致骨骼肌细胞崩溃。我们相信，增加线粒体功能将有助于预防和治疗由肾脏疾病引起的骨骼肌疾病。 [方法]用谷胱甘肽合成抑制剂Erastin处理人肾近曲小管细胞HK-2和人骨骼肌细胞HSkMC，增加细胞内铁积累和脂质ROS，引起细胞毒性。随后，我们测量了细胞活力和与线粒体疾病相关的基因的表达水平，并使用荧光染色观察了线粒体质量，以确定维生素K添加对HK-2和HSkMC细胞的保护作用及其作用机制。 [研究结果] 证实Erastin的添加会引起细胞内的细胞毒性，使脂质ROS增加并引起线粒体损伤和断裂。此外，通过添加维生素 K，观察到线粒体 ROS 减少，线粒体质量提高。这些保护作用被认为是由于通过 FSP1 途径而不是 GPX4 途径清除自由基。