日本名古屋工业大学等利用同步辐射观察肾小球

生命科学 2018年10月29日
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日本的名古屋工业大学、旭川医科大学、九州大学及高亮度光科学研究中心,以肥胖2型糖尿病模型小鼠为对象,开发了使用大型同步辐射设施SPring-8的拍摄方法和分析方法。研究结果发布在《细胞》和《柳叶刀》联合创办的开源期刊《E生物医学》上。

日本目前有约1000万糖尿病患者,其中30%患有并发症糖尿病肾病。2016年发布的最新报告显示,进行人工透析的患者有43.2%患有糖尿病,有17000名糖尿病患者在进行人工透析。

最近通过大规模临床试验确认,新型糖尿病治疗药物SGLT2抑制剂可以抑制糖尿病患者的肾病发展。肾脏中的肾小球在过滤体内代谢物方面发挥着重要作用。人类的一个肾脏有100万个肾小球,不过肾小球的尺寸只有100微米左右,因此利用目前的图像检查法无法观察到。

肾小球只有通过活检采集组织才能进行观察,不过10个左右就已经是极限。肾小球的数量和大小在糖尿病中会如何变化?了解这一点对治疗糖尿病和预测肾病的发展非常重要。

全球最高性能的大型同步辐射设施SPring-8位于日本兵库县播磨科学公园都市,曾对2003年日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的小行星探测器“隼鸟号”从小行星“丝川”带回来的超微小颗粒进行过分析。因此,研究小组决定利用SPring-8的同步辐射来观察肾小球。

观察结果显示,糖尿病小鼠的肾小球与正常小鼠相比,数量没有变化,但尺寸增大。SGLT2抑制剂虽然使糖尿病造成的肾肥大恢复了正常,但肾小球的数量和尺寸没有变化。变化较大的是占肾脏90%以上的肾小管的尺寸(所有肾小球的体积加在一起不到肾脏体积的1.5%)。由此确认,SGLT2抑制剂的肾脏保护效果是以肾小管为靶向的。

用SPring-8 BL20B2拍摄的微CT图像和肾小球的三维分析图像

图:用SPring-8 BL20B2拍摄的微CT图像和肾小球的三维分析图像

根据此次的研究结果,可以通过微观掌握糖尿病及其并发症的病状,有助于加深对人类的糖尿病病状的理解,开发新的治疗方法和诊断方法。

文 客观日本编辑部

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