「日米腎臓内科ネット」活動ブログ

一週間の限られたコースで多様な実験系に触れることができるように、モジュールにより様々な工夫が凝らされていました。中でもfluorescence microscopyは多くのモジュールで使われました。
1)蛍光標識を付与したイヌリンによるGFRの測定
2)蛍光標識＋Na+/phosphate co-transporter (NaPi-IIa)を移入したcell lineを使用。NaPi-IIaのtraffickingを観察しました。ここではPTH、ドーパミン、actin阻害剤などを使用しました。
3)Chloride sensitiveな蛍光標識を付与したNaKCCトランスポーターを移入したcell lineを使用。ここでは細胞外の電解質や浸透圧をかえて、細胞内のCl濃度の変化をみました。細胞内Cl濃度や細胞内ボリュームの変化などがNaKCC1の活性化に影響を及ぼすことが知られています。
4)3)の実験系ではさらにFluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) も使用。NaKCCのN-末端のアミノ酸の位置の変化に伴い、トランスポーターが活性化/不活性化するのを、FRETを使い示していました。

FRETの詳細は、スペースの都合上今回省略しますが、非常にneatな技術で、まさかMDIBLで使われるとは予想していませんでした。Confocal microscopy, multiphoton microscopyなど蛍光標識を利用した技術は広く使われているので、今後また触れることになると思います。今回は一例として、two photon microscopyを使用した生きたマウスの腎尿細管をアップロードしてみました。最初のムービーはstackとしてとった写真をVoxxというフリーのソフトウェアを使い３次元化したものです。核をHoechst（青）で染めた以外はautofluorescenceによる色です。


２番目のムービーでは、全く同じフィールドを使ってイヌリン（黄色）を頚静脈に投与、その数秒後に低分子デキストラン（青）を投与しました。間質はperitubular capillaryによってほぼ全てが占められ、血球が勢いよく流れているのがわかるとおもいます。


波戸　岳

以前アメリカ人の肥満の多さについて触れましたが、こんなニュースがあったので紹介します。

もともと、ウェストバージニア州の人は一般のアメリカ人口より心疾患による死亡率が20%も高いといわれていますが、その実態を調査したCARDIAC (Coronary Artery Risk Detection in Appalachian Communities) というスタディーから分かったショッキングなことは、この地域の小学校5年生の2割は高血圧だということです。このうち肥満児の高血圧罹患率は33%とさらに高く、小児の肥満増加とそれに対して小児の生活習慣病要素 (血圧、血糖、脂質) のスクリーニングや食生活の改善の必要性を強調しています。
日本で小学校5年生の子供が糖尿病を発症したら誰もが１型糖尿病を想像するでしょうが、アメリカの実態は１型だけではなく2型糖尿病がかなりの割合で増加傾向にあります。彼らのほとんどに家族歴もありますが、すでに体のサイズが大人と同じかそれ以上であることが多く、生後から幼児期にかけての食事の重要性を感じます。
健康な食事に興味を示す人もいれば全く興味ない人とさまざまですが、食育の重要性をこの国でどう広めて行けるかというところなのでしょうが難題は山積みです。CDCは塩分に関して、塩分摂取量を9g程度 (ナトリウム換算2.3g)を推奨していて、40歳以上、高血圧歴、黒人のいずれかである場合(アメリカ人の2/3はこれに当てはまる)は6g (ナトリウム換算1.5g)に抑えるべきとしています。
この塩分制限を行動に移した都市がいくつかあり 、CDCはその都市に対しawardを出したようです。
実際にどのようなことをするとかまだその結果は出ていませんが、受賞条件はCDCにはこのように書かれています。Activities could include working with restaurants and food service suppliers, grocery stores, schools, hospitals and government facilities to develop low sodium food policies, and media campaigns to help raise awareness of the dangers of too much sodium in the diet.

はたしてうまく行くでしょうか? Processed food (冷凍食品、缶詰、その他ファストフード) への塩分制限が最も有効なのでしょうが、やはり食事量の多さが問題です。 基本的には食べる量を減らすと塩分のみならずカロリーの接種も抑えられるので、レストランのお皿にのる食事量を減らせば(お代も減らす)よさそうですが、アメリカでこの概念を受け入れてもらうには時間がかかりそうです。なにしろ、アメリカのレストランガイド誌のZAGATの高評価をもらうには質だけではなく、量がアメリカ人のおなかを満たさないとダメといわれていますので。。。

T.S

ビグアナイド薬は、腎障害患者では、排泄が遅延し、血中濃度が上昇して乳酸アシドーシスを起こす可能性があります。ビグアナイド薬にはいくつかの薬がありますが、日本では、すべて軽度腎障害でも禁忌になっていました。その理由は、ビグアナイド薬は、当初、重篤な腎機能障害を禁忌と設定されましたが、軽度腎障害の患者も乳酸アシドーシスを起こしやすい状態であるとして禁忌になりました。

そこで、海外で販売されている「グルコファージ®」を国内に導入し、メトグルコ®として承認され、ビグアナイド薬の中でこの薬だけが軽度腎障害にも使用できます（中等度腎障害では禁忌）。一般的に軽度腎障害はCcr 50～80 mL/min、中等度腎障害 Ccr 30～50 mL/min、重度腎障害 Ccr 30 mL/min未満です。米国での添付文書では、「Renal Insufficiency: In patients with decreased renal function (based on measured creatinine clearance), the plasma and blood half-life of metformin is prolonged and the renal clearance is decreased in proportion to the decrease in creatinine clearance. Contraindication: Renal disease or renal dysfunction (e.g., as suggested by serum creatinine levels ≥1.5 mg/dL [males], ≥1.4 mg/dL [females] or abnormal creatinine clearance) which may also result from conditions such as cardiovascular collapse (shock), acute myocardial infarction, and septicemia.」と記載されています。
ビグアナイド薬を処方されている中等度腎障害で、臨床上問題を認めない患者もいます。米国では、添付文書に従い、血清クレアチニン濃度で男性 1.5 mg/dL以上、女性 1.4 mg/dLでビグアナイド薬は必ず中止しているのでしょうか。それとも、アシドーシスやeGFRなどを指標にしているのでしょうか。

日本大学医学部附属板橋病院
腎臓高血圧内分泌内科　岡田一義

腎排泄性の糖尿病薬は、腎機能の低下とともに減量したり、インスリン治療に変更しますが、日本と米国で適応が異なる薬があります。
速効型インスリン分泌促進薬を進行したCKD患者に投与すると、血漿中薬物未変化体濃度の消失半減期が延長し、低血糖を起こす可能性があり、日本では、因果関係がはっきりしていないもののナテグリニドの重篤な腎障害患者への投与により、低血糖昏睡や死亡例があり禁忌になっています。米国の添付文書では、「No dosage adjustment is necessary in patients with mild-to-severe renal insufficiency」と記載されており、特に注意喚起されていません。一方、日本では、ミチグリニドは重篤な腎障害患者へは慎重投与になっており、透析患者にも使用されています。


　インスリン抵抗性を改善するチアゾリン誘導体（ピオグリタゾン）は、日本では、重篤な腎障害があると禁忌ですが、米国の添付文書では、「The serum elimination half-life of pioglitazone, M-III, and M-IV remains unchanged in patients with moderate (creatinine clearance 30 to 60 mL/min) to severe (creatinine clearance < 30 mL/min) renal impairment when compared to normal subjects. No dose adjustment in patients with renal dysfunction is recommended」と記載されており、腎障害患者でも減量せずに、透析患者にも投与されています。日本で禁忌な理由は、製薬会社が治験を実施しなかったためと思われ、我々は、倫理委員会の承認を得て、血液透析患者から文書で同意を得た上で臨床研究を行い、ピオグリタゾン30 mg/日を12週間投与し、蓄積性を認めませんでした。ピオグリタゾンは、透析患者の血糖コントロールやインスリン抵抗性が改善するだけではなく、総コレステロール・中性脂肪・血圧・TNF-α・IL-6、HS-CRPが低下し、HDL・アディポネクチンを上昇させる上、エリスロポエチン投与量を減少させます(1)、(2)。
海外で広く普及する薬を国内でも早期に使用できるようにすることを目的に厚生労働省が2009年に公募した未承認薬・適応外薬に、生命予後を改善する可能性が高いピオグリタゾンを申請しました。検討会議の結果、学会や患者団体から要望のあった374の医薬品のうち109品目（未承認薬 50品目、適応外薬 59品目）が「医療上の必要性が高い」と判断されましたが、ピオグリタゾンは「検討中」の129件に入っているのではないかと思います。

同じチアゾリン誘導体であり、日本では未発売のロシグリタゾンは、ピオグリタゾンより、LDL粒子数の変化が大きく、HDL上昇が少なく、中性脂肪を上昇させます。メタ解析により、ロシグリタゾンは心筋梗塞の発症を増加させるため、FDAは2007年に、ロシグリタゾン（商品名：アバンディア）の黒枠警告に心筋虚血リスクに関する項目を追加したと聞いています。また、高齢者において、ロシグリタゾンはピオグリタゾンより脳卒中・心不全・総死亡が多いことも報告されました。北米で行われたACCORD trialにおいて、通常血糖管理群のチアゾリン誘導体内服率は58.3%（ロシグリタゾン57.3%）、厳格血糖管理群の内服率は91.7%（ロシグリタゾン91.2%）と、ロシグリタゾンは依然として多くの患者に使用されています。米国では、ピオグリタゾンは1999年から発売されており、2005年前後よりロシグリタゾンの処方数を上回ったと聞いています。

日本大学医学部附属板橋病院
腎臓高血圧内分泌内科　岡田一義

前回少し触れましたが、糸球体でろ過された大量の水と物質の大半は再吸収されなければなりません。そして、GFRは毎分毎秒変動します（これについては今度詳細述べたいと思います）。GFRに応じて尿細管で再吸収されるボリュームが微調整されなければ大変なことになります。例えばGFRを100 ml/minとした場合、一日144 Lろ過されることになります。ところが99%近くのボリュームが再吸収されることにより、最終的な尿量は通常1 – 2 L/dayになります。もしもGFRが103 ml/minとわずかに上昇して尿細管再吸収の微調整が起こらなかった場合、一日のGFRは148.3 Lとなるため、尿量は5 – 6 L/dayとなってしまいます。このような劇的な尿量の変化を防ぐためにいくつかのメカニズムがありますが、そのひとつがglomerulotubular balanceです。よくtubuloglomerular feedback (TGF) と混同されがちですが全く別の概念です。

Glomerulotubular balanceは、GFR の増加/減少とともに近位尿細管での再吸収も増加/減少して、糸球体と尿細管での水分バランスを維持する、というその名の通りの概念です。糸球体でのろ過が増加するほどperitubular capillaryに行く血中の蛋白質が濃縮されますが、それによるcapillary oncotic pressureの上昇がglomerulotubular balanceの主な機序と考えられています。また、capillary oncotic pressureはGFRとrenal plasma flow (RPF)との比(GFR/RPF = filtration fraction)に依存していることが明らかかと思います。このfiltration fractionが上昇するほど尿細管での再吸収が増加します。

例えば、心不全では一般にfiltration fractionが上昇していることが知られています。Renal plasma flowは減少していても（ポンプ不全やカテコラミン上昇などから）、GFRは維持されるためです。塩分過多ではなおさらです。利尿剤を使ってもむくみが取れず、心不全がいっこうに改善しない例がありまずが、その理由のひとつがこのglomerulotubular balanceです。糸球体と近位尿細管の間を過多の水分がずっと再循環しているようなイメージです。

波戸　岳

赤血球（RBC）は腎臓髄質の毛細血管など高浸透圧の環境を通過する際、どうやって身を守っているのでしょう？RBCの細胞膜にはアクアポリン（AQP）とよばれる水チャネルがあるため、細胞内外の水の動きを調節できていることが関係しています。現在では多くのAQPチャネルが腎臓を含め体内に広く存在し、水の再吸収およびosmoregulatorとして機能していることはよく知られていますし、この赤血球にある水チャネル（AQP-1）を発見したPeter Agreはノーベル化学賞を受賞しています。

このモジュールではいくつかのおもしろい実験を行いましたが、今回はRBCがさまざまな浸透圧物質（sucrose、urea、glycerol）によって水がどう移動するかを観察した実験を紹介します。詳細はこのコースのdirectorであるZeidel先生がAgre先生と20年前に行った実験結果　に記されています。
実験方法はStopped-Flow Fluorimeterとよばれる光散乱分析装置（RBCが膨張すると散乱が抑制され、縮小すると散乱が増強される）を使用してRBCを高浸透圧下において水の動きを観察します。最初はsucrose液（高浸透圧）にRBCをいれると予想通り細胞外に水が移動しRBCは縮小します。次にsucroseではなくureaやglycerolを使用して同様の浸透圧を作ると水の動きはあまりありません。ところが、RBCを1M urea（1100 mOsm）でincubateしたのち、0.5M urea + NaCl (1100 mOsm)下におくと、RBCは縮小します。 そしてphloretin（Urea　transport 阻害）やHg2+（AQP阻害）下では細胞外への水の動きは遅延します。これからわかることは、1）RBCはUrea透過性であること　2）transporterはphloretinやHg2+で阻害可能であること　3）Ureaやglycerolは有効な浸透圧物質ではないことがわかります。

AQPが水透過性であることはXenopus Oocytes（カエルの卵母細胞）を使用した実験でもよくわかります。この細胞はAQPがなく、水透過性がありません。ところが、AQPのRNAを卵母細胞に注入すると、細胞膜にAQPが発現し、水透過性が増加します。

Toad bladderはAQPが発現しているため、この膀胱を水で満たし、さまざまな浸透圧の溶媒に入れて、ADHを投与することによりその膀胱容量を観察する実験も行われました。

さまざまな方法により水の動きを観察できるよい実験だと感じました。

T.S

The Origins of Renal Physiologyというタイトル通りモジュールによっては古典的なcomparative physiologyに触れることができました。例えば私の参加した時のglomerular filtration rateのモジュールではaglomerular fishで知られる toadfishを用いて尿細管の分泌能などを測定しました。測定する物質によって蛍光顕微鏡や酸化還元反応による試薬の色の変化で濃度を測定したりと、あえて基本的ツールに触れさせようとする心意気を感じました。実験のコンセプトは非常にシンプルです。Aglomerular fishは大量の物質にさらされた際に尿細管のトランスポーターを容易に飽和してしまいそれ以上の排泄ができない、ということを実地体験するというものでした。

実験の一つとしてphlorizinという19世紀から知られているNa Glucose transporter (SGLT)の阻害剤を使って血中と尿中の糖の値を測定しました。Phlorizinから派生したDapagliflozinという腎尿細管に選択的な薬剤は糖尿病治療薬として数多くの治験が行われており、昨年から次々とフェーズ3臨床治験の結果がでています。さて、SGLT 阻害剤をaglomerular fishであるtoadfishに使うとどうなるか？結果は血糖値が100 mg/dl台から500 mg/dl以上に上昇してしまいました。実はこうなることは1920年代から知られているのですが、この魚のトランスポーターがどこに発現していて極性はどうなっているのか、糖を調整するホルモンはどうなっているのか、などグループ内での議論になりました。

現存しているaglomerular fishはglomerular fishと比べごくわずかです。進化の過程でaglomerular fishはglomerular fishよりも以前に出現したと思われがちですが実際にはglomerular fishが先に出現しその後aglomerular fishが三度出現しています。海水での糸球体の役割は限られています。糸球体が存在していれば心拍出量に応じて大量の水と物質がろ過されるため、それに応じてエネルギーを費やして再吸収しなければいけません。淡水魚の場合、体の浸透圧を維持するために大量の水をろ過排泄し、水と比べればはるかに少量の電解質を再吸収すればよいのでエネルギーの観点から糸球体があるほうが都合が良いわけですが、高浸透圧に住む海水魚ではそれが逆になります。特に淡水と海水を行き来する魚の糸球体機能の変化は興味深いものがあります。

波戸　岳

先日、所用のため4泊6日の短期日程で日本へ一時帰国しましたが
そのとき、日米腎臓内科ネットの運営メンバーである
長浜正彦先生と今井直彦先生と都内でお会いすることができました。
長浜先生と私は初対面なのですが、このネットワーク、メーリングなどを通して
さまざまなやりとりをしていたためか、初めてあったという感じがしませんでした。
お陰様で楽しい一時を過ごすことができました。

日米腎臓内科ネットの今後の方向性も話に上がりました。
ウェブの充実により医療の世界も大きく変化してきています。
日米腎臓内科ネットはウェブを通じて日米の腎臓に関する医療や教育システムの違いから学びとれることを情報発信し、
教育的なトピックをブログやメーリングリストでわかり易くOPEN化し共有していくことを目標としています。
ただこうしたことは日々の日常診療や研修をしている上で行っていることですから活動を広げるためにはどうしてもマンパワーが必要となります。
我々の教育方針に賛同していただけて、ぜひともこうした教育活動に加わってみたいというやる気のある方がいらっしゃいましたら
ウェブサイトにあるメールアドレス宛ににメッセージをいただければ幸いです。
これは腎臓内科医に限らず、他科の医師、学生、医師以外の職種の方でも歓迎です。

T.S

MDIBL Origin of Renal Physiologyというコースに行ってきました。これは2008年から始まった試みで、毎年9月にアメリカMaine州Acadia National ParkにあるMount Desert Island Bio Labで行われる1週間のコースで主に腎臓内科フェローを腎臓生理学に慣れ親しませようというものですが、とても素晴らしかったのでご紹介いたします。


大自然の中で著名な腎臓生理学者の指導のもと、国内外からのレジデントやフェローとともに、6つのネフロンのセグメント（glomerulus（GFR）、proximal tubule、thick ascending limb、distal tubule、water homeostasis、salt secretion）の中から3つの実験に携わり、基本的なネフロンの仕組みのoriginを学び、かつ新しい発見もしていくというものです。1日目は朝から夜中まで実験を行い、2日目の朝は各グループの実験結果を全体の前でプレゼンテーションをします。午後はみんなで国立公園内をサイクリング、ハイキング、カヤックなどをすることができ国立公園を満喫できます。このサイクルが3回続くので体力的にはきついですが、on/offがあってとても有意義でした。最終日にはMaine州の名物Lobster festがあり、おいしいロブスターをいただけます。


MDIBLは、1898年に設立された古いLaboratoryで、今でも数々の科学者たちが実験を行うため夏にこのMaineの大自然を訪れます。腎臓生理の父ともいわれるHomer Smithもこのラボで多くの発見をしたのです。Dogfish Sharkのrectal glandにおけるsalt secretionをはじめ、われわれがよく知る腎臓のtransporterやchannelの多くは、魚から学んだことがよくわかります。

ところでこのコースで、インディアナ大学で私と同じ腎臓内科フェローをしている波戸岳先生とお会いしましたので、二人でこのコースから学んだことをこのブログに綴っていこうかなと思っています。今年は多くのグラントがこのコースに充てられたため、フェローは900ドル、レジデントは無料で受講することができました。海外からも参加者がいました。なおレジデント・フェロー以外のポスドクでも参加可能ですので興味ある方はぜひとも来年参加希望をしてみてはいかがでしょうか？ASNも出資していて、このプログラムディレクタであるBI DeaconessのMark Zeidel先生 (ハイキング好き)によるコースの説明も聞けます。

T.S

アメリカでは医学部卒業後に全員が初期研修のレジデンシーを受けた後、希望すればその後に専門科のフェローシップのトレーニングを受けることになっている。外国人がアメリカでレジデントのポジションを獲得するのは容易ではなく、USMLEに合格した外国人のマッチ率は40％である（NRMP 2010）。
では、フェローシップはどうかというと、2010年度のNRMP（National Residency Matching Program）の統計によれば、全体で6002のポジションに対して7627人がマッチングにエントリーし、全体のマッチ率は70.1％である。専門科によって競争率の差があるものの、全専門科でアメリカ人のマッチ率は84.4％、外国人のマッチ率は54.7％となっている。
内科で特に競争率の激しいのは循環器内科、消化器内科で外国人のマッチ率は20～30％となる。その他の専門科で外国人のマッチ率は概ね40～60％である。
NRMP 2010

長浜　正彦