２０２３年３⽉２９⽇

報道機関

各位

【配信先】新潟県政記者クラブ、⽂部科学記者会、科学記者会、筑波研究学園都市記者会

新潟⼤学

筑波⼤学

国際医療福祉⼤学

MRI による糖尿病性腎臓病診断への新たな道筋−糖尿病の⾰新的マーカーとしての可能性を探る、ナトリウムを可視化する 23Na MRI を⽤いた研究−新潟⼤学⼤学院医⻭学総合研究科腎研究センター腎・膠原病内科学分野の忰⽥亮平助教、成⽥⼀衛教授、筑波⼤学数理物質系の寺⽥康彦准教授、国際医療福祉⼤学成⽥保健医療学部の拝師智之教授、新潟⼤学⼤学院⾃然科学研究科の佐々⽊進准教授、株式会社エム・アール・テクノロジー（所在地：茨城県つくば市）らの研究グループは、 23Na MRI（※）装置を⽤いて、糖尿病モデルマウスでの糖尿病発症の早期段階における、腎臓内のナトリウムの代謝の変化をより鮮明に可視化しました。
これまで実施されてきたような、すでに病状が進んでしまった腎傷害を反映した⾎中・尿中マーカーをみる検査と異なり、ナトリウムの代謝の変化を、糖尿病の検査でよく⽤いられている尿中アルブミンの測定と併せて実施することで、糖尿病性腎臓病での尿細管の異常を早い段階で診断して、治療につなげられる可能性があります。
（※） 23 Na MRI: ⽣体中の⽔や脂質の⽔素原⼦核には⾮常に弱いながら磁⽯の性質があり、こうした原⼦核種の磁化を超電導磁⽯の強⼒な磁場の中で増⼤させて、原⼦核に固有な波⻑の電磁波を加えると、原⼦核が共鳴して微弱な⾼周波磁場が⽣じます。この⾼周波磁場を捉えて、画像化するのが磁気共鳴画像化（MRI）装置です。⼈間の体内では、約3分の2は⽔であり、病院で使われる臨床応⽤されたMRIは⽔に含まれる⽔素の原⼦核（ 1 H核）を可視化したものです。
ナトリウムの原⼦核（ 23 Na核）を画像化したものが 23 Na MRIになります。
【本研究成果のポイント】
 23 Na MRI を⽤いて、糖尿病モデルマウスの早期において腎臓内のナトリウムの代謝変化を可視化しました。今までの腎傷害を反映した検査とは異なり、ナトリウム代謝の変化をみることで、糖尿病性腎臓病を早期診断できることが考えられます。
 今までわからなかった腎臓内のナトリウムの変化を明らかにすることで、腎臓のより詳細な病態把握ができるようになります。
 23 Na MRI の臨床応⽤に新たな道が開かれる可能性があります。

実験マウスの 23Na MRI 画像（ 1 H MRI 画像と合成）
⽮印：腎臓
Ⅰ．研究の背景23

Na を画像化した 23Na MRI の研究報告は、これまでも⾏われていますが、⽣体内のナトリウムの量が⽔素と⽐べて⼤変少なく、得られる信号値が⾮常に⼩さいため、⽣理⾷塩⽔程度のナトリウム濃度をとらえて、MRI で明瞭な可視化をすることは困難でした。本研究グループは、このたび作製した 23 Na MRI で、実験マウスのごく⼩さな腎臓を撮影できるように最適化し、より詳細かつ明瞭に撮影することを可能にしました。
腎臓は、ナトリウムの排泄や再吸収に関わっています。腎臓内には、⽔の効率的な再吸収が可能となる対向流増幅系といった機構が備わっており、腎臓の⽪質から髄質にかけてナトリウムイオンによる浸透圧勾配が形成されています。これまで、腎臓内のナトリウムの代謝に関わるチャネルやトランスポーターについては、多くの研究がされてきましたが、腎臓内全体のナトリウム量や分布の変化については、未だ不明な点が多く残されています。今回開発した 23 Na
MRI では、⾮侵襲的に腎臓全体のナトリウムの分布を評価することができ、腎臓内の、主に対向流増幅系の変化を評価することができます。
Ⅱ．研究の概要
腎臓の組織の傷害がみられない段階の早期にあたる 6 週齢の糖尿病モデルマウス（db/db マウス）を⽤いて、本研究グループらが作成最適化した 9.4 テスラの縦型磁⽯を⽤いて MRI 装置にて腎臓を撮影しました。対照のマウスと⽐較して、腎臓内の対向流増幅系の形成が弱くなっていることが 23 Na を可視化した画像により明らかになりました。MRI 装置を本研究グループらが⾃作・改良していること、撮像⽅法に独⾃の⼯夫を施したことが、今回の成果に繋がりました。
Ⅲ．研究の成果
23

Na MRIでは、腎傷害を反映した⾎中・尿中マーカーをみる検査とは異なり、ナトリウムの代謝機能の変化をみることで、糖尿病性腎臓病を早期診断できる可能性があります。臨床でもよく⽤いられている尿中アルブミンの測定とともに、糖尿病性腎臓病での尿細管の異常を早い段階で診断して、治療につなげられる可能性があります。

Ⅳ．今後の展開
23Na MRI では、今までわからなかった腎臓内のナトリウムの代謝変化を明らかにでき、糖尿病性腎臓病にとどまらず、他のナトリウム代謝に関わる脱⽔や⼀部の⾼⾎圧のより詳細な病態の把握できる可能性があります。今後、これらの他の病気の診断に役⽴つか明らかにしていきたいと考えています。また、マウスのごく⼩さな腎臓の詳細な可視化成功から、対象臓器拡⼤の可能性も考えられます。これらの知⾒の積み重ねにより、23Na MRI の臨床応⽤に新たな道が開かれる可能性があります。
Ⅴ．研究成果の公表
本研究成果は、2023 年 3 ⽉ 23 ⽇、⽶国腎臓学会の科学誌「Kidney360」に掲載されました。
論 ⽂ タ イ ト ル ： Sodium magnetic resonance imaging shows impairment of the countercurrent multiplication system in diabetic mice kidney
著者：Yusuke Nakagawa, Ryohei Kaseda, Yuya Suzuki, Hirofumi Watanabe, Tadashi Otsuka,
Suguru Yamamoto, Yoshikatsu Kaneko, Shin Goto, Yasuhiko Terada, Tomoyuki Haishi,Susumu Sasaki, and Ichiei Narita
doi: 10.34067/KID.0000000000000072
Ⅵ．謝辞
本研究は、国⽴研究開発法⼈⽇本医療研究開発（AMED）の研究プロジェクト（プロジェク
ト番号 JP20hm0102062）と科学研究費助成事業 基盤研究（C）（ プロジェクト番号 JP20K08586）の⽀援を受けて実施しました。

本件に関するお問い合わせ先【研究に関すること】
新潟⼤学腎研究センター腎・膠原病内科
助教

忰⽥亮平（かせだTEL：025-227-2200

りょうへい）

E-mail：ryoheik@med.niigata-u.ac.jp

筑波⼤学数理物質系物理⼯学域
准教授

寺⽥康彦（てらだTEL：029-853-5214やすひこ）

E-mail：terada.yasuhiko.fu@u.tsukuba.ac.jp

国際医療福祉⼤学成⽥保健医療学部放射線・情報科学科教授

拝師智之（はいしともゆき）

E-mail：tomoyuki.haishi@iuhw.ac.jp【報道に関すること】
新潟⼤学広報室
TEL：025-262-7000

E-mail：pr-office@adm.niigata-u.ac.jp

筑波⼤学広報局
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E-mail：kohositu@un.tsukuba.ac.jp

国際医療福祉⼤学広報部
E-mail：press@iuhw.ac.jp