Elucidation of the molecular pathogenesis of hereditary nephritis using single cell analysis and its therapeutic applications

利用单细胞分析阐明遗传性​​肾炎的分子发病机制及其治疗应用

• 批准号: 19J23608
• 负责人: 加世田 将大
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J23608/
• 关键词: シングルセル解析; 糸球体; アルポート症候群; 糸球体硬化; Alport症候群; 糸球体シングルセル解析; 糸球体シングルヌクレウス解析

極初期の病理所見が出現する週齢の同定を目的に電子顕微鏡解析を実施した結果，タンパク尿発症前の5週齢期のAlportマウスではほとんど異常が認められなかったのに対し，タンパク尿発症後の8週齢期のAlportマウスにおいては部分的な糸球体基底膜の肥厚化とそれに伴うポドサイトの足突起の形態異常を認めた．そこで，8週齢期のWT，Alportマウスの糸球体を用いたscRNA-seq解析を実施した結果，糸球体基底膜の両端に位置するポドサイトと血管内皮細胞における異常を同定した．ポドサイト集団を用いた解析の結果，極初期の異常を示す集団から発現変動を示す遺伝子を30種，血管内皮細胞集団を用いた解析の結果，細胞集団内において部分的・全体的に発現変動を示す遺伝子を45種同定した．加えて，糸球体基底膜の肥厚化所見と相関して，ポドサイト，血管内皮細胞において糸球体基底膜を構成する複数の遺伝子の発現増加を捉えた．今後，同定した遺伝子を標的とした解析を進めていく予定である．加えて、昨年度までに腎保護効果を有する事を明らかにした新規Keap1阻害薬UBE-1099に関して、腎病態改善機序を明らかにすることを目的に，UBE-1099投与後のAlportマウスから糸球体を単離し，RNA-seq解析を実施した．その結果，UBE-1099投与群ではNrf2関連経路に加えて，細胞骨格や細胞周期に関連する遺伝子の発現増加が認められた．Bardoxolone methylによるGFR増加効果には糸球体の構造変化の関与が示唆されていることを踏まえると，UBE-1099による腎病態改善機序の一端にも同様の機序の関与が考えられる．今後，本試験で確立させた糸球体シングルセル解析技術を用いて，より詳細な解析を行っていく予定である．

The results of electron microscope analysis showed that the abnormal shape of the basal membrane of the spheroid was observed in the 5 weeks before the onset of the disease, and the abnormal shape of the basal membrane of the spheroid was observed in the 8 weeks after the onset of the disease. The results of scRNA-seq analysis at the end of the 8-week WT period showed that the abnormal position of the basal membrane of the spheroid and the vascular endothelial cells were also determined. The results of analysis of blood vessel endothelial cell cluster showed that there were 30 kinds of abnormal cells in the early stage, and 45 kinds of abnormal cells in the whole cell cluster. In addition, there is a correlation between the thickening of the glomerular basement membrane and the increase of the development of multiple genes in the vascular endothelial cells. In the future, the same determination will be made. In addition, in the past year, the kidney protection effect has been clarified, and the new regulation Keap 1 is related to UBE-1099, and the kidney state improvement mechanism has been clarified. In this purpose, the Alport is separated from the ball after UBE-1099 is cast, and RNA-seq analysis is implemented. As a result, UBE-1099 and UBE-1099 were found to increase the development of Nrf2-related pathways, cytoskeleton and cell-cycle-related genes. Bardoxolone methyl was found to increase the development of GFR and UBE-1099 was found to increase the development of structural transformation of the spheroid. In the future, this paper attempts to establish the application of spherical analysis technology, and to determine the detailed analysis method.

项目成果

Novel Keap-Nrf2 protein-protein interaction inhibitor UBE-1099 ameliorates glomerulosclerosis in Alport syndrome mouse model.

新型 Keap-Nrf2 蛋白-蛋白相互作用抑制剂 UBE-1099 可改善 Alport 综合征小鼠模型中的肾小球硬化。

• 发表时间: 2021
• 作者: 1.Shota Kaseda;Yuya Sannomiya;Jun Horizono;Jun Kuwazuru;Mary Ann Suico;Sayaka Ogi;Ryoko Sasaki;Hidetoshi Sunamoto;Hirohiko Fukiya;Hayato Nishiyama;Misato Kamura，Saki Niinou;Yuimi Koyama;Futoshi Nara;Tsuyoshi Shuto;Kazuhiro Onuma;Hirofumi Ka
• 通讯作者: Hirofumi Ka

遺伝性腎炎Alport症候群に対する代謝異常の改善を企図したmetforminの効果

二甲双胍改善遗传性肾炎阿尔波特综合征代谢异常的作用

• 发表时间: 2019
• 作者: 加世田 将大;大町 紘平;横田 翼;嘉村 美里;寺本 啓祐;小嶋 遥;桑水流 淳;大槻 純男;Mary Ann Suico;首藤 剛;甲斐 広文
• 通讯作者: 甲斐 広文

Efficacy of Keap1-Nrf2 protein-protein interaction inhibitor for glomerulosclerosis in mouse model of chronic kidney disease

Keap1-Nrf2蛋白-蛋白相互作用抑制剂对慢性肾病小鼠模型肾小球硬化的疗效

• 发表时间: 2022
• 作者: 6.Shota Kaseda;Yuya Sannomiya;Jun Horizono;Jun Kuwazuru;Mary Ann Suico;Sayaka Ogi;Ryoko Sasaki;Hidetoshi Sunamoto;Hirohiko Fukiya;Hayato Nishiyama;Misato Kamura，Saki Niinou;Yuimi Koyama;Futoshi Nara;Tsuyoshi Shuto;Kazuhiro Onuma;Hirofumi Ka
• 通讯作者: Hirofumi Ka

Keap1-Nrf2 protein-protein interaction inhibitor UBE-1099 ameliorates the progressive phenotype in Alport syndrome mouse model

Keap1-Nrf2 蛋白-蛋白相互作用抑制剂 UBE-1099 改善 Alport 综合征小鼠模型的进展表型

• 发表时间: 2021
• 作者: 5.Shota Kaseda;Yuya Sannomiya;Jun Horizono;Jun Kuwazuru;Mary Ann Suico;Sayaka Ogi;Ryoko Sasaki;Hidetoshi Sunamoto;Hirohiko Fukiya;Hayato Nishiyama;Misato Kamura，Saki Niinou;Yuimi Koyama;Futoshi Nara;Tsuyoshi Shuto;Kazuhiro Onuma;Hirofumi Ka
• 通讯作者: Hirofumi Ka

Novel Keap1-Nrf2 protein-protein interaction inhibitor UBE-1099 ameliorates the Severity of Experimental Alport syndrome

新型 Keap1-Nrf2 蛋白-蛋白相互作用抑制剂 UBE-1099 可改善实验性 Alport 综合征的严重程度

• 发表时间: 2021
• 作者: 3.Shota Kaseda;Mary Ann Suico;Sayaka Ogi;Hidetoshi Sunamoto;Hirohiko Fukiya;Futoshi Nara;Tsuyoshi Shuto;Kazuhiro Onuma;Hirofumi Kai
• 通讯作者: Hirofumi Kai