5-アミノレブリン酸の欠如がもたらす腎臓病の発症メカニズムの解明とその治療

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申請者は、①培養細胞を用いた基礎研究、②マウスを用いた応用研究、③猫の臨床サンプルを用いた臨床研究の3つに大別し、研究を遂行した。①では猫腎上皮細胞に対して過酸化水素を添加することで酸化ストレス条件を作出し、5-ALAが酸化ストレスを抑制するか検討した。その結果、5-ALAを培地中に添加していない細胞では細胞生存率が低下し、酸化ストレスマーカーの1つである8-OHdG濃度の上昇やミトコンドリアの機能障害が認められた。しかし、5-ALAを添加した細胞ではそれらが改善し、5-ALAに加えて5-ALAの代謝阻害剤を添加した細胞では改善が認められなかった。②では5-ALAの合成酵素であるALAS1遺伝子ヘテロ欠損マウスにおける腎障害を評価した。また、同マウスに5-ALAを反復投与することで、腎臓における5-ALAの重要性を評価した。ALAS1ヘテロ欠損マウスでは血清中8-OHdGの上昇、糸球体濾過量の低下、近位尿細管上皮細胞におけるミトコンドリア障害、抗酸化遺伝子の一種であるHO-1遺伝子発現およびHO-1蛋白発現の低下が認められたが、5-ALAの反復投与によってこれらの改善が認められた。③では当大学動物医療センターに来院した慢性腎臓病（CKD）罹患猫の血液サンプルを収集し、CKDのステージごとの8-OHdG濃度を評価した。その結果、CKDの初期ステージの猫における血漿では健常猫と比較して8-OHdG濃度に有意な変化は認められなかったが、ステージの進んだCKD症例では有意に8-OHdG濃度が上昇していた。以上のことから、5-ALAの投与は細胞レベル、マウスレベルで酸化ストレスの抑制やミトコンドリアの保護に効果を示した。また、猫のCKDでは酸化ストレスが認められたことから、CKDに罹患した猫における5-ALAの投与は酸化ストレスを抑制し、病態の進行を抑える可能性が考えられた。