腎不全の進展・増悪因子の解明と腎機能保護法の開発に関する研究

文献情報

• 文献番号: 200614074A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 腎不全の進展・増悪因子の解明と腎機能保護法の開発に関する研究
• 課題番号: H16-創薬-090
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 増田 智先(京都大学)
• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 政策創薬総合研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究費: 3,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

高齢者を含めた腎機能低下患者では、薬物の腎排泄能の低下から薬剤性腎障害発症のリスクが潜在的に高い。これまで、糸球体濾過能に着目した薬物使用が行われてきたが、尿細管分泌能の指標となる分子生物学的マーカーが不足しており、予期せぬ副作用の発現が問題とされてきた。そこで本研究では、慢性腎不全モデルラットを用いて経時的な腎病変の進展を分子レベルで明らかすることを目的とした。

研究方法

慢性腎不全モデル動物として5/6腎摘出ラットを、シスプラチンを用いた薬剤性腎障害ラットを使用した。左腎を実体顕微鏡下で尿細管分節の形態的特徴に着目し、10種の分節に単離した。DNA Chipによる遺伝子発現解析用としては、糸球体は50個、尿細管は20mm、小腸粘膜は10mgを1サンプルとした。　

結果と考察

DNA Chipによる発現解析の結果、慢性腎不全下の小腸では、遺伝子発現の変化に対してインスリンが関与すること、whole kidneyと近位尿細管の比較から、近位尿細管の単離は糸球体や浸潤リンパ球などに発現する遺伝子等ノイズの排除可能なことが判明した。そこで、5/6腎摘出1、2、4、8週間のラット残存腎由来近位尿細管を試料としてGene Chip解析を行った結果、約10,000遺伝子が有意に検出され、7クラスターに分類することができた。一方、シスプラチンを用いた薬剤性腎障害の検討では、炎症性サイトカインヤケモカインの発現量が著明に増大していた。これらの結果は、これまでのwhole kidneyを用いた検討では見落とされてきた重要遺伝子の発現変化の発見に繋がることが示唆された。本研究では、カチオン性薬物の尿細管分泌を媒介するMATE1をラット腎より、MATE2-Kをヒト腎より単離することができた。輸送実験の結果から、オキサリプラチンはhMATE2-Kによる積極的な尿細管分泌を受けることによって、シスプラチンに比べ低腎毒性であることが見出された。さらに、5/6腎摘出ラットを用いた検討では、慢性腎不全時においてrMATE1の発現量低下に加えNa+/H+アンチポータNHE3も減少し、カチオン性薬物の尿細管上皮細胞内への蓄積による薬剤性腎障害発現に繋がることが示唆された。

結論

慢性腎不全の進展に関わる病期特異的、細胞特異的なマーカー候補遺伝子の抽出に成功した。さらに、新しい有機カチオントランスポータhMATE2-K、rMATE1の単離にも成功し、オキサリプラチンの腎低毒性に関する分子機構の解明を行うことができた。これらの成果は、薬剤性腎障害の克服と予防を念頭にした腎保護法開発のための有用な基礎情報になると考えられる。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-12
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200614074B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 腎不全の進展・増悪因子の解明と腎機能保護法の開発に関する研究
• 課題番号: H16-創薬-090
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 増田 智先(京都大学)
• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 政策創薬総合研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

高齢者を含めた腎機能低下患者では、薬物の腎排泄能の低下から薬剤性腎障害発症のリスクが潜在的に高い。本研究では、慢性腎不全モデルラットを用いて経時的な腎病変の進展を分子レベルで明らかにすることを目的とした。

研究方法

慢性腎不全モデル動物として5/6腎摘出ラットを、シスプラチンを用いた薬剤性腎障害ラットを使用した。左腎を実体顕微鏡下で尿細管分節の形態的特徴に着目し、糸球体は50個、尿細管は20mmをDNA Chipによる遺伝子発現解析用として単離した。

結果と考察

DNA Chipによる発現解析の結果、慢性腎不全下の小腸では、遺伝子発現の変化に対してインスリンが関与することが示された。また、whole kidneyと近位尿細管の比較から、近位尿細管の単離は糸球体や浸潤リンパ球などに発現する遺伝子等ノイズの排除可能なことが判明した。そこで、5/6腎摘出1、2、4、8週間のラット残存腎由来近位尿細管を試料としてGene Chip解析を行った結果、約10,000遺伝子が有意に検出され、7クラスターに分類することができた。一方、シスプラチンを用いた薬剤性腎障害の検討では、炎症性サイトカインやケモカインの発現量が著明に増大していた。これらの結果は、これまでのwhole kidneyを用いた検討では見落とされてきた重要遺伝子の発現変化の発見に繋がることが示唆された。本研究では、トランスポータ様新規遺伝子を単離し、一部の生体必須化合物の細胞内輸送を媒介することが見出され、細胞の分化・増殖のためのエネルギー産生に関わる重要な因子であることが示唆された。さらに、カチオン性薬物の尿細管分泌を媒介するMATE1をラット腎より、MATE2-Kをヒト腎より単離することができた。輸送実験の結果から、オキサリプラチンはhMATE2-Kによる積極的な尿細管分泌を受けることによって、シスプラチンに比べ低腎毒性であることが見出された。さらに、5/6腎摘出ラットを用いた検討では、慢性腎不全時においてrMATE1の発現量低下に加えNa+/H+アンチポータNHE3も減少し、カチオン性薬物の尿細管上皮細胞内への蓄積による薬剤性腎障害発現に繋がることが示唆された。

結論

慢性腎不全の進展に関わる病期特異的、細胞特異的なマーカー候補遺伝子の抽出に成功した。また、新しい生体必須物質のトランスポータ遺伝子や、新しい有機カチオントランスポータの単離にも成功した。これらの成果は、薬剤性腎障害の克服と予防を念頭にした腎保護法開発のための有用な基礎情報になると考えられる。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-12
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200614074C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 本研究では、ヒトにおける慢性腎不全モデルとして5/6腎摘出ラットを用い、さらにViableな近位尿細管を単離した上で網羅的な遺伝子発現解析を進めるという高い技術を要する検討を進めた。その結果、これまでwhole kidneyでは検出されなかった近位尿細管特異的な遺伝子発現の変化を捉えることができ、その発現パターンに併せて7クラスターに整理分類することができた。また、新規の薬物トランスポータ遺伝子を2種単離した。
• 臨床的観点からの成果: これまで、Nアセチルベータグルコサミニダーゼ（NAG）など尿細管機能のマーカーは存在するが、尿中の酵素活性を調べるものであり、測定誤差が大きくバイオマーカーとしての精度に欠ける。本研究で見出された近位尿細管特異的なマーカー因子群は、尿細管機能を反映する鋭敏なバイオマーカーとして発展することが期待される。また、新規に単離されたトランスポータについては、異物解毒装置としての腎を分子生物学的側面から明らかにするものであり、薬物相互作用の防御等への応用が期待される。
• ガイドライン等の開発: 該当無し
• その他行政的観点からの成果: 新たに見出された薬物トランスポータ遺伝子については、発現系を用いることによって、薬物相互作用スクリーニング等に応用が期待される。
• その他のインパクト: 特に無し

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 16件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 1件 ; 総説
• 学会発表(国内学会): 13件
• 学会発表(国際学会等): 6件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Yonezawa A, Masuda S, Nishihara K, et al.; Association between tubular toxicity of cisplatin and expression of organic cation transporter rOCT2 (Slc22a2) in the rat; Biochem Pharmacol , 70 (12) , 1823-1831 (2005)
• 原著論文2: Sakurai Y, Motohashi H, Ogasawara K, et al.; Pharmacokinetic significance of renal OAT3 (SLC22A8) for anionic drug elimination in patients with mesangial proliferative glomerulonephritis; Pharm Res , 22 (4) , 2016-2022 (2005)
• 原著論文3: Kimura N, Masuda S, Tanihara Y et al.; Metformin is a superior substrate for renal organic cation transporter OCT2 rather than hepatic OCT1.; Drug Metab Pharmacokinet , 20 , 379-386 (2005)
• 原著論文4: Urakami Y, Kimura N, Okuda M et al.; Transcellular transport of creatinine in renal tubular epithelial cell line LLC-PK1. ; Drug Metab Pharmacokinet , 20 , 200-205 (2005)
• 原著論文5: Shimizu, Y., Masuda, S., Nishihara, K; Increased protein level of PEPT1 intestinal H+/peptide cotransporter up-regulates absorption of glycylsarcosine and ceftibuten in 5/6 nephrectomized rats.; Am J Physiol Gastrointestinal Liver Physiol , 288 (4) , 664-670 (2005)
• 原著論文6: Omae, T., Goto, M., Shimomura, M, et al.; Transient up-regulation of P-glycoprotein reduces tacrolimus absorption after ischemia-reperfusion injury in rat ileum. ; Biochem Pharmacol , 69 (4) , 560-567 (2005)
• 原著論文7: Fukudo, M., Yano, I., Masuda, S, et al; Distinct inhibitory effects of tacrolimus and cyclosporin A on calcineurin phosphatase activity. ; J Pharmacol Exp Ther , 312 (2) , 816-825 (2005)
• 原著論文8: Masuda S, Terada T, Yonezawa A, et al.; Identification and functional characterization of a new human kidney-specific H+/organic cation antiporter, kidney-specific multidrug and toxin extrusion 2.; J Am Soc Nephrol , 17 (8) , 2127-2135 (2006)
• 原著論文9: Yonezawa A, Masuda S, Yokoo S, et al.; Cisplatin and oxaliplatin, but not carboplatin and nedaplatin, are substrates for human organic cation transporters (SLC22A1-3 and MATE family). ; J Pharmacol Exp Ther , 319 (2) , 879-886 (2006)
• 原著論文10: Masuda S, Goto M, Fukatsu S, et al.; Intestinal MDR1/ABCB1 level at surgery as a risk factor of acute cellular rejection in living-donor liver transplant patients.; Clin Pharmacol Ther , 79 (1) , 90-102 (2006)
• 原著論文11: Fukudo M, Yano I, Masuda S, et al.; Cyclosporine exposure and calcineurin phosphatase activity in living-donor liver transplant patients: twice daily vs. once daily dosing; Liver Transpl , 12 (2) , 292-300 (2006)
• 原著論文12: Uesugi M, Masuda S, Katsura T, et al.; Effect of intestinal CYP3A5 on postoperative tacrolimus trough levels in living-donor liver transplant recipients; Pharmacogenet Genomics , 16 (2) , 119-127 (2006)
• 原著論文13: Fukatsu S, Fukudo M, Masuda S, et al.; Delayed effect of grapefruit juice on pharmacokinetics and pharmacodynamics of tacrolimus in a living-donor liver transplant recipient; Drug Metab Pharmacokinet , 21 (2) , 122-125 (2006)
• 原著論文14: Fukudo M, Yano I, Masuda S, et al.; Population pharmacokinetic and pharmacogenomic analysis of tacrolimus in pediatric living-donor liver transplant recipients. ; Clin Pharmacol Ther , 80 (4) , 331-345 (2006)
• 原著論文15: Yokoo S, Yonezawa A, Masuda S, et al.; Differential contribution of organic cation transporters, OCT2 and MATE1, in platinum agents-induced nephrotoxicity; Biochem Pharmacol (2007)
• 原著論文16: Nishihara K, Masuda S, Ji L, et al.; Pharmacokinetic significance of luminal multidrug and toxin extrusion 1 in chronic renal failure rats. ; Biochem Pharmacol (2007)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-26
• 更新日: -