糖尿病性腎症における低血糖誘導ミトコンドリア由来活性酸素種の寄与解析

低血糖诱导的线粒体源性活性氧在糖尿病肾病中的贡献分析

基本信息

批准号：
22K15687
负责人：
梶原伸宏
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

申請者らはこれまで高血糖による糖尿病合併症発症仮説として「ミトコンドリア由来活性酸素種 (mtROS) 過剰産生」説を提唱してきたが、低血糖下では脂肪酸の酸化亢進を介してmtROSが発生し、血管内皮障害を誘導することを世界で初めて見出した。引き続いて、低血糖誘導によるmtROSが、糖尿病モデルマウスにおいて糖尿病網膜症の発症・進展に関与することを証明した。本研究では、糸球体由来の血管内皮細胞を用いて、急激な血糖是正や低血糖により誘導されたmtROSが糖尿病腎症の増悪に関与する可能性を検討し、さらに同現象をモデルマウスで実証する。当該年度では、本研究におけるin vitroの実験として、ヒト腎糸球体毛細血管内皮細胞 (HGMECs) における高グルコース刺激によるmtROS産生を検討した。mtROSは還元型Mitotracker Redを用い共焦点レーザー顕微鏡により観察・検討を行った。また増加したROSがミトコンドリア由来であることの確認のため、adenoviral vectorを用いてミトコンドリア型スーパーオキシドジスムターゼであるMnSODを過剰発現 (Nature 2000) させたヒト腎糸球体毛細血管内皮細胞（HGMECs + MnSOD）を使用した。a) HGMECs; 正常グルコース濃度培養群 (NG群; 5.5 mM)、b) HGMECs; 高グルコース濃度培養群 (HG群; 25 mM) の2群による検討では、HG群はNG群に比してMitotracker Redの蛍光強度増加を認め、HG + MnSOD群ではその蛍光強度増加が抑制されていた。以上の結果から、大血管由来や網膜毛細血管由来の内皮細胞と同様に、高グルコース状態下の腎糸球体毛細血管内皮細胞においてもmtROSが増加することを確認した。

申请人先前提出的理论是，“线粒体衍生的活性氧（MTROS）的过量生产”是一种假设，即高血糖会导致糖尿病并发症，但它们在世界上首次发现MTROS通过在脂肪酸下增加了脂肪酸的氧化而导致脂肪酸造成的脂肪酸造成的质量良好，质量降低了脂肪酸的氧化。随后，证明由于糖尿病模型小鼠中糖尿病性视网膜病的发展和发展，由于低血糖诱导引起的MTROS。在这项研究中，我们调查了突然血糖校正和低血糖症引起的MTRO可能与使用肾小球衍生的血管内皮细胞加剧糖尿病性肾病的可能性，并在模型小鼠中证明了这种现象。在今年，作为这项研究的体外实验，我们研究了人肾肾小球毛细血管内皮细胞（HGMEC）中高葡萄糖刺激的MTROS的产生。使用降低的Mitotracker红色使用共聚焦激光显微镜观察并检查MTROS并检查MTROS。此外，为了确认增加的ROS来自线粒体，人类肾脏肾小球毛细血管内皮细胞（HGMECS + MNSOD），使用腺病毒载体过表达MNSOD，一种线粒体上氧化物歧化酶，使用腺病毒载体（Nature 2000）。在一项使用两组的研究中，a）hgmecs；正常葡萄糖浓度培养基（NG组； 5.5 mm），b）HGMEC；与NG组相比，HG组高葡萄糖浓度培养基（HG组； 25 mM），hg组显示Mitotracker红色的荧光强度增加，并且在HG + MNSOD组中抑制了荧光强度的增加。从上述结果中可以证实，在高葡萄糖条件下，肾肾小球内皮细胞中的MTROS增加了，以及来自大型和视网膜毛细血管的内皮细胞。