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。

The characteristics of kidney maintenance and the development of new treatments for chronic kidney disease (CKD) are urgent issues for the 13.3 million CKD patients in the country. The renal protective mechanism of renal sympathetic nervous system is explained in detail. This study aims to develop new methods for photoselective renal sympathetic nerve stimulation, and to clarify the mechanisms for direct renal sympathetic nerve stimulation and the use of RNA-seq techniques. The interaction between special and sympathetic nerve stimulation and other cells is analyzed. The results of this research are based on the exploration of innovative target molecules. This year, the development of methods for stimulating renal sympathetic nerves selected by light and special methods for stimulating renal sympathetic nerves selected by light were established (Main Director: Inoue, Deputy Director: Yasube). Sympathetic nervous system blue light, nervous system excitation, DBH-Cre: ChR2, its mating mode, its purpose The renal artery cycle is stimulated by light, and the renal sympathetic nerve is stimulated by specific manipulation. After treatment, renal sympathetic nerve stimulation in vitro was established. LED light source, remote control, battery type stimulation device, combination, LED light source, renal sympathetic nerve stimulation method, in vitro consciously established

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）

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

自律神経制御による腎臓病進展抑制メカニズム

通过自主神经控制抑制肾脏疾病进展的机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Kadowaki Takashi;Maegawa Hiroshi;Watada Hirotaka;Yabe Daisuke;Node Koichi;Murohara Toyoaki;Wada Jun;井上 剛;和田淳;井上 剛
• 通讯作者: 井上 剛