2022.9

No.

70

メタボリック症候群モデルラット (SHR/ND mcr-cp) におけるセリンプロテアーゼ阻害薬による糸球体上皮細胞（ポドサイト）傷害抑制効果
熊本大学

腎臓内科学

柿添豊、水本輝彦、向山政志

背景・目的
メタボリック症候群（MetS）は内臓脂肪型肥満、高血圧、耐糖能障害、脂質異常症を特徴とし、生活様式の欧米化に伴い本邦でも大きな健康問題となっている。MetS はしばしば蛋白尿を伴う慢性腎臓病（CKD）を合併し、蛋白尿は末期腎不全や脳心血管病の危険因子であるため、その抑制は極めて重要である。しかし、減塩などの食事・生活指導やレニン・アンジオテンシン（RA）系阻害薬等による腎保護療法を行っても、蛋白尿の抑制は不十分であることが多い。糸球体のバリア機能は糸球体内皮細胞、基底膜、上皮細胞（ポドサイト）から構成されており、特にポドサイトの傷害は蛋白尿の発症において極めて重要である。

SHR/ND mcr-cp（SHR/ND）は SHR と正常血圧ラットとの交配の過程で肥満形質 cp を持つ SHR が出、その後肥満の原因がレプチン受容体遺伝子のナンセンス変異であることが明らかと現し（Obese SHR）なった。肥満、高血圧、耐糖能障害、脂質異常という典型的な MetS の病態を呈し、蛋白尿は週齢を追う毎に SHR よりも高度となり、その差は食塩負荷によりさらに顕著となる。これにはレニン・アンジオテ
ンシン・アルドステロン系の活性化や酸化ストレス、炎症細胞浸潤などの多彩な要因によるポドサイト傷害が関与している 1。
私たちはこれまでにセリンプロテアーゼ（SP）と高血圧・腎障害の関係について研究を続けてきた。
腎集合尿細管の上皮型 Na チャネル（ENaC）はγサブユニットの細胞外ループが SP により切断されることで活性型となり、Na 再吸収が亢進する。私たちは合成セリンプロテアーゼ阻害薬メシル酸カモスタット（CM）が SP による ENaC の活性化を阻害し降圧効果を発揮することを報告した 2, 3。さらに CM は各種腎疾患モデル動物において抗炎症・線維化・酸化ストレス等の作用により腎保護効果を有することを報告している 4-7。CM は特に食塩感受性高血圧において降圧と蛋白尿減少効果が顕著であり 2, 4、本研究において食塩負荷 SHR/ND に対する CM の降圧効果とポドサイト保護効果を検討した。

研究方法・結果

13 週 齢 の SHR/ND を 正 常 食 塩 群（0.3%NaCl 食 , NS）、高 食 塩 群（8.0%NaCl 食 , HS）、高 食 塩 +CM
投 与 群（HS+CM）、高 食 塩＋Systolic blood pressure（mmHg）（HS+Hyd）の 4 群 に 分 け、4 週 間250の飼育後に解析を行った。CM により尿中 Na/K 比の上昇（ENaC 抑制の指標）を伴う有意な降圧を認めた。CM と Hyd の降圧効果は同有意に尿蛋白と糸球体硬化を抑制。CM は食塩負荷によした（図 1）

CHS

HS + CMHS + Hyd

210170130等であったが、CM は Hyd よりもNS

NS0123HSるポドサイトマーカー（ネフリン、シナプトポジン、WT-1）の減少
および糸球体内アポトーシス細胞の増加（TUNEL 染色）や腎組織中のアポトーシスシグナルの亢進（Bax/Bcl-2 比 と cleaved caspase-3の 上 昇）を 抑 制 し、そ の 効 果 は

HS+CM

HS+HydB

Urinary protein（mg/day）A***

400300*###200¶###10004 （week）

D
Glomerular sclerosis index

血管拡張薬ヒドララジン投与群

NSHS

HS+CM

HS+Hyd*: P < 0.05, **: P < 0.01, ***: P < 0.001 vs. NS,#:P < 0.05, ###: P < 0.001 vs. HS,¶: P < 0.05, ¶¶: P < 0.01 vs. HS + Hyd.
16.
1.20.8¶¶###0.40NSHSHS+CM

図 1. 食塩負荷 SHR/ND における CM による降圧と尿蛋白抑制効果
A. 収縮期血圧 . B. 4 週時の 24 時間尿蛋白排泄量 . C, D. 糸球体硬化（PAS 染色）．

HS+HydHyd よりも有意に強かった（図 2）。CM は血液中のレニン活性・アルドステロン濃度、

HSNSA

HS+CM

HS+Hydnephrin

腎組織中のアルドステロンシグナル（SGK1の発現）、耐糖能障害、脂肪組織のアディ

synaptopodin

ポサイトカインの発現には影響を及ぼさなかった。CM は脂質代謝を一部改善したが、尿蛋白減少効果に伴うものと考えられた 8。

WT-1

次に培養ポドサイトを用いた検討では、アルドステロンや高糖負荷によるアポトーTUNEL

シスの亢進を CM は抑制した。HtrA2/Omi

Bはアポトーシスを誘導する細胞内セリンプ

NSHS

HS+CMHS+HydBax

ロテアーゼであり、腎障害に関与している

Bcl-2

報告があるため、HtrA2 が CM の標的プロ

Cleaved Caspase3

テアーゼになるかについて in vitro で検討をGAPDH行ったが、CM は HtrA2 の酵素活性を抑制

図 2. 食塩負荷 SHR/ND における CM によるポドサイト保護とアポトーシス抑制効果
A. ポドサイトマーカー（ネフリン、シナプトポジン、WT-1）の免疫染色と糸球体内のアポトーシス細胞（TUNEL 染色）. B. 腎組織中のアポトーシス関連分子の蛋白発現 .

しなかった 8。

考察

食塩負荷 SHR/ND は著明な高血圧とともに、ポドサイト傷害による糸球体硬化と高度蛋白尿を呈し、実臨床においては概して食塩摂取量が多い MetS における、蛋白尿の機序解明と治療法の開発の研究に適したモデル動物であると考えられる。
本研究では、CM 群で尿中 Na/K 比の上昇を伴う有意な降圧を認め、降圧効果の一部は尿細管の ENaC抑制によるものと考えられた。さらに CM はアポトーシス抑制効果を介したポドサイト傷害の抑制により、糸球体硬化と蛋白尿を同程度の降圧効果を持つ Hyd よりも有意に抑制した。本研究において CM の標的 SP は同定できていない。アポトーシスを誘導する SP である HtrA2/Omi を候補として検討したが、CMは HtrA2 の酵素活性を抑制しなかった。私たちは他の食塩感受性高血圧モデルラットにおいて腎組織中で線溶系の SP であるプラスミン活性が亢進し、CM はプラスミンの抑制とポドサイト保護効果を持つことを報告している 4。近年，尿蛋白を呈する病態においては糸球体から漏出したプラスミンが直接ポドサイトに作用し，酸化ストレス、エンドセリン等の発現亢進によりポドサイトのアポトーシスを誘導すること 9、さらに凝固系 SP のトロンビンは protease activated receptor-1（PAR-1）の活性化を介してポドサイトのアポトーシスを誘導することが報告されている 10。CM はプラスミン、トロンビンの酵素活性をともに抑制するため、食塩負荷 SHR/ND においてもこれらの SP によるポドサイト傷害を効果的に抑制している可能性がある。
実臨床では MetS のように耐糖能障害と蛋白尿を伴う高血圧に対して RA 系阻害薬が第一選択薬となるが、腎障害の抑制は不十分であることが多い。私たちは、CKD モデルラットにおいて CM とアンジオテ
ンシン II 受容体阻害薬との併用は、単独投与に比較してさらに尿蛋白を減少させ、腎不全の進行を抑制することを報告している 11。過去には CM が糖尿病性腎症患者において尿蛋白を減少させることが報告されており 12、SP 阻害薬と RA 系阻害薬の併用がヒトの MetS に伴う腎障害に対しても有用である可能性がある。
参考1) Nagase M, et al. Hypertension. 2007;50: 877-883.
2) Maekawa A, et al. J Hypertens. 2009;27: 181-189.
3) Uchimura K, et al. Am J Physiol Renal Physiol. 2012;303: F939-943.
4) Kakizoe Y, J Pharmacol Sci. 2016;132: 145-153.
5) Morinaga J, et al. Am J Physiol Renal Physiol. 2013;305: F173-181.
6) Ueda M, et al. Nephron. 2015;129: 223-232.

文献7) Hayata M, et al. Am J Physiol Renal Physiol. 2012;303: F1126-1135.
8) Mizumoto T, et al. J Pharmacol Sci. 2021;146: 192-199.
9) Raij L, et al. Am J Physiol Renal Physiol. 2016;311: F1308-F1317.
10) Sharma R, et al. J Am Soc Nephrol. 2017;28: 2618-2630.
11) Narita Y, et al. J Pharmacol Sci. 2016;130: 110-116.
12) Ikeda Y, et al. J Diabetes Complications. 1999;13: 56-58.
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