トランスクリプトミクスによる糖尿病性腎症バイオマーカーの同定

2 型糖尿病 (T2D) は、インスリン分泌、インスリン作用、またはその両方の欠陥に起因する慢性高血糖を特徴とする代謝性疾患のグループとして定義されます。 2012 年の国民健康調査によると、メキシコでは約 10 人に 1 人が T2D に罹患していますが、これらのデータは以前にこの疾患と診断された被験者のみを反映していることに言及することが重要ですが、新たに診断された T2D 患者を含む。 さらに、若い年齢層の T2D の有病率が増加しており (メキシコの糖尿病症例の 25% が 43 歳未満の若年成人に発生)、これは 20 年以上この病気と共に生きていることを意味します。 その結果、T2D は主要な死因の 1 つであり、国の健康負担となっています。

糖尿病患者の 40% 以上が慢性腎臓病 (CKD) を発症すると推定されており、腎代替療法を開始する全患者の約 40% を占めています。 Instituto Mexicano del Seguro Social では、腎症は、この地域の総合病院と高度専門病院における医療の 5 つの主要な原因の 1 つです。 チアパス州トゥクストラ・グティエレスでの研究では、糖尿病患者で腎症の発生率が 35% であることが報告されました。 Cueto-Manzano らは、ハリスコ州の 756 人の糖尿病患者において、早期腎症の発生率が 40%、確立された腎症の発生率が 29% であることを報告しました。 グアナフアトの 3,609 人の糖尿病患者を対象としたメキシコでの別の研究では、23.8% の糖尿病性腎症が報告されました。 T2D と診断された 44,458 人の被験者を含むメキシコ州で実施された最近の研究では、9.1% で糖尿病性腎症の存在が記録されました。

糖尿病の期間が 10 年未満の場合、糖尿病性腎疾患はまれです。 年間 3% という最高の発生率は、糖尿病発症後平均 10 ～ 20 年で見られ、その後、腎症の発生率は次第に低下します。 糖尿病性腎症の臨床徴候のない 20 ～ 25 年間の糖尿病患者は、そのような合併症を発症する可能性が低いと言うことが重要です。 T2D から糖尿病性腎症への進行は、健康部門のコストだけでなく、患者の生活の質と転帰の悪化という健康問題になっています。

糖尿病性腎症への進行の主な危険因子には、高血糖、薬剤への反応、長期間にわたる糖尿病、高血圧、肥満、脂質異常症が含まれます。 これらの要因のほとんどは、薬や生活様式の変化によって修正可能です。 したがって、修正可能な危険因子の管理は、腎機能の低下を予防および遅らせるための鍵です。 糖尿病性腎症の早期診断は、糖尿病および腎症などの合併症の管理におけるもう 1 つの重要な要素です。 米国糖尿病協会 (ADA) は、進行性糖尿病性腎症および CKD を有する糖尿病患者に定期的なスクリーニングを推奨しています。 National Kidney Foundation の最も広く受け入れられているガイドラインは、患者の血清クレアチニンを使用して糸球体濾過率 (GFR) と CKD の段階を測定することを示唆していました。 しかし、クレアチニンは、糸球体濾過に加えて尿細管分泌を受け、特に進行した腎不全では、胃腸管を介した腎外排泄を受けるため、GFR は過大評価される可能性があります。 GFRの場合、侵襲的な方法のために技術が圧倒的であり、いくつかのマーカーは扱いが難しい. 診療所で使用されるもう 1 つのマーカーは微量アルブミン尿です。ほとんどの患者では、糖尿病性腎症の最初の兆候は、尿中アルブミン排泄の中程度の増加、つまり尿サンプル中の 30 ～ 300 mg/g クレアチニンです (微量アルブミン尿とも呼ばれます)。 マクロアルブミン尿症 (>30-300 mg/g クレアチニン) を発症する患者は、糖尿病性腎症を発症するリスクが高くなります。 それにもかかわらず、中程度のアルブミン尿の患者の約 40% までが正常アルブミン尿に戻ります。 さらに、1 型糖尿病または T2D 患者の最大 50% で、中等度のアルブミン尿または正常アルブミン尿でさえあるにもかかわらず、eGFR の低下が見られます。 その結果、診療所で利用可能な実際のマーカーは不正確であるため、適切な対策を講じて合併症の進行を遅らせるために、糖尿病性腎症を発症するリスクが高い患者を認識できる新しいマーカーを特定する必要があります。

トランスクリプトミクス

ゲノム時代の新技術の開発により、システム生物学の進歩が加速し、腎臓の発達、恒常性、および疾患に関する知識が生み出されました。 これに関連して、特定の疾患状態に関連するトランスクリプトーム シグネチャは、病原性メカニズムに関する優れた情報を提供し、優先順位の高い遺伝子発現バイオマーカー候補を明らかにすることができます 。 さらに、トランスクリプトームの比較により、異なる集団で差次的に発現される遺伝子の同定が可能になります。

一般に、RNA-Seq 技術は発現差解析に非常に有用であり、一般的に 5 つのステップが採用されています。 まず、RNA サンプルは小さな相補的 DNA シーケンス (cDNA) に断片化され、ハイスループット プラットフォームからシーケンスされます。 次に、小さな生成されたシーケンスがトランスクリプトームにマッピングされます。 第三に、各遺伝子またはアイソフォームの発現レベルが推定されます。 第四に、マッピングされたデータが正規化されます。統計的および機械学習手法を使用して、差次的に発現する遺伝子 (DEG) が特定されます。 最後に、生成されたデータの関連性が、生物学的文脈から最終的に評価されます。

O'Conell らによる最近の研究。は、腎同種移植レシピエントの生検のマイクロアレイ発現解析を通じて、腎移植の 1 年目に腎線維症の発症を予測する 13 の遺伝子のセットを特定しました。 したがって、著者らは、13 の遺伝子のセットを使用して、不可逆的な損傷が発生する前に、同種移植片喪失のリスクがある腎臓移植レシピエントを特定できる可能性があることを示唆しています。 Ju らによる研究では、細胞の分化と再生に重要な尿細管特異的タンパク質である上皮成長因子 (EGF) が、CKD 患者のヒト腎生検の顕微解剖された尿細管間質成分のトランスクリプトーム解析を通じて、eGFR を予測することが明らかになりました。 さらに、尿中の EGF タンパク質 (uEGF) の量は、腎内 EGF mRNA、間質性線維症/尿細管萎縮、eGFR、および eGFR 喪失率と有意な相関を示し、uEGF が CKD 進行の良好な予測因子である可能性があることを示唆しています。 他の研究では、血液透析によって血清 miRNA プロファイルが影響を受け、不妊症やがん発生のリスクが高まることが示されました。 したがって、トランスクリプトミクスは、より優れた診断ツール、予後バイオマーカー、および治療標的に適したシグナル伝達経路を提供する可能性があります。