亜鉛探訪No.023

慢性腎臓病と亜鉛

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亜鉛はほんとにカラダ全部関係しているようです。腎臓とはどのような関係にあるのでしょう？慢性腎臓病と亜鉛の関係について解説します。

はじめに

慢性腎臓病（CKD）は、腎機能が徐々に低下し、最終的には透析や腎移植が必要となる疾患です。最近の研究では、亜鉛欠乏（ZnD）が慢性腎臓病と深く関連し、腎障害を悪化させる可能性があることが明らかになっています。本記事では、亜鉛がどのように腎機能と関わるのか、最新の研究結果をもとに解説します。

亜鉛と腎機能の関係

亜鉛は、体内で約300種類以上の酵素の働きを助ける必須ミネラルです。特に、抗酸化作用や細胞の修復機能に関与し、腎臓の健康維持に重要な役割を果たしています。しかし、腎機能が低下すると、亜鉛の吸収や代謝が乱れ、体内の亜鉛濃度が低下しやすくなります。

酸化ストレスとNADPHオキシダーゼ（Nox）の役割

腎臓において、酸化ストレスは慢性炎症や細胞障害を引き起こす主要な要因の一つです。その酸化ストレスの主な発生源となるのが、**NADPHオキシダーゼ（Nox）**と呼ばれる酵素です。
最近の研究では、亜鉛欠乏(ZnD)がNox2の発現を増加させ、活性酸素種（H₂O₂）を増やすことが示されました。この結果、酸化ストレスが増大し、腎障害が進行すると考えられます。

研究結果のポイント

亜鉛欠乏(ZnD)を誘導したマウスでは、腎肥大や尿中のアルブミン増加が認められた。
ZnDがNox2の発現を増加させ、H₂O₂の産生を促進する。
NADPHオキシダーゼを阻害すると、H₂O₂の増加が抑制され、腎障害の指標が改善する。
Zn²⁺を補充することで、Nox2の発現が低下し、酸化ストレスが軽減される。

亜鉛補充の可能性

これらの研究結果から、慢性腎臓病患者において適切な亜鉛補充が腎機能の悪化を抑える可能性があることが示唆されました。特に、亜鉛を適切に摂取することで、Nox2の発現を抑制し、酸化ストレスを軽減できる可能性があります。

まとめ

亜鉛欠乏は慢性腎臓病の悪化を促進し、酸化ストレスを増加させる。
NADPHオキシダーゼ（Nox2）が酸化ストレスの主要因となり、亜鉛がその調節に関与する。
亜鉛補充が慢性腎臓病の進行を抑える新たな治療戦略となる可能性がある。

参考文献

タイトル

NADPHオキシダーゼ-2は亜鉛欠乏による酸化ストレスと腎障害を媒介する

文献

Am J Physiol Cell Physiol. 2017 Jan 1;312(1):C47-C55.

抄録

Zn2+欠乏症（ZnD）は慢性腎臓病と併存し、腎臓合併症を悪化させる。 酸化ストレスはZnDの有害作用に関与している。 しかし、酸化ストレスの発生源はまだ特定されていない。
NADPHオキシダーゼ（Nox）は腎の活性酸素種生成に寄与する主要な酵素であることから、本研究の目的は、ZnD誘発酸化ストレスにおけるこれらの酵素の役割を明らかにすることであった。
我々は、ZnDがNADPHオキシダーゼのアップレギュレーションを促進し、酸化ストレスと腎障害をもたらすという仮説を立てた。
この仮説を検証するために、野生型マウスにZnDまたはZn2+が十分な餌を一対で与えた。 さらに、NADPHオキシダーゼの制御に及ぼすZn2+の生物学的利用能の影響を調べるため、マウス尿細管上皮細胞をZn2+キレーターN,N,N',N'-テトラキス（2-ピリジルメチル）エチレンジアミン（TPEN）またはビヒクルに暴露した後、Zn2+を補充した。
我々は、ZnD食餌マウスが微量アルブミン尿、電解質不均衡、腎臓全体の肥大を発症することを見出した。 これらの腎障害マーカーは、Nox2発現とH2O2レベルの上昇を伴っている。 マウスの尿細管上皮細胞では、TPENによるZnDがH2O2の生成を刺激する。 このZnDのin vitroモデルでは、H2O2生成の亢進はジフェニレンヨードニウムによるNADPHオキシダーゼ阻害によって阻止される。
具体的には、TPENはNox2の発現と活性化を促進し、Zn2+の補充によって細胞内のZn2+濃度が回復すると、Nox2の発現と活性化は逆転する。
最後に、siRNAによるNox2のノックダウンは、TPENによるH2O2生成とin vitroでの細胞肥大を防ぐ。
これらの結果から、Nox2はZn2+によって制御される酵素であり、ZnDによって誘導される酸化ストレスと腎臓の肥大を媒介することが明らかになった。
ZnDが腎臓の障害に寄与する特異的なメカニズムを解明することは、慢性腎臓病の治療に重要な影響を与える可能性がある。