腎臓を透明にして3次元で糸球体の異常を診断 ―組織透明化技術で正確に病変を検出！―

2024年1月11日

―組織透明化技術で正確に病変を検出！― 千葉大学大学院医学研究院淺沼克彦教授および同院の協力研究員山田博之（現

京都大学初期診療・救急医学）らの研究グループは、ヒトの腎生検組織を透明にして３次元解析を実施することに成功しました。この技術により、旧来の方法より網羅的かつ効率的に微細構造を解析することが可能となりました。この成果は、腎臓病の正確な診断につながり、適切な治療法へより導けることが期待されます。

本研究成果は、科学誌PNAS nexusにて2024年1月8日（現地時間）オンライン公開されました。 * 研究の背景

腎臓は血液をろ過し、体内で産生された老廃物を尿中に捨てる臓器として知られています。この血液のろ過については、腎臓の表面の皮質にある糸球体（注1）という装置で行われています。糸球体は主に毛細血管の塊であり、血液をろ過して尿の元を作成しています。

しかしながら、糸球体が障害を受けると、タンパクが漏れて、尿検査でタンパク尿として検出されるようになります。そして、糸球体の障害がさらに進むと、尿の生成機能が停止してしまい、腎機能の悪化へとつながります(図１)。そのため、タンパク尿が出て腎機能が低下している場合の診断や治療方針の決定には、腎臓の組織を採取する腎生検検査を行い、糸球体の状態を詳細に解析することが必要です。

一方で、腎生検によって採取した標本の中の糸球体を観察する際に、標本内に診断に必要十分な糸球体数を得られず、診断を確定できない場合があります。特に、重症な糸球体の病気では、半月体（注2）などの病変部位が腎生検の標本内に存在するかが診断や重症度の判定に大きく直結しますが、そのような病変部位が見つけられず、正確な診断につながらないことがあります。

そこで、腎生検組織を正確に解析して診断するため、２次元的に一部を解析するのではなく、生検組織内を３次元で網羅的に解析できれば、より詳細・効率的に腎生検組織の解析を行え、正確な診断と病期予測ができると考え研究を行いました。

* 研究の結果

以下の１.～３.の結果より、ヒトの腎生検組織を透明にして３次元で解析すれば、腎生検組織を網羅的に解析できるため、病変部をより正確に検出できることがわかりました。

１.→CUBIC（注3）を始めとした組織透明化技術によって、ラットやヒトの腎組織を透明にすることができ（図２）、なおかつ糸球体中の微細な構造（ポドサイト（注4）の構造）を保持したままで３次元での糸球体の解析が可能であることがわかりました。

２.→ラットの半月体形成性糸球体腎炎モデル（注5）に対して、2次元での解析と組織の透明化を用いた３次元での解析を比較しました（図３）。その結果、3次元で解析すればスライス1,2,3を含めて糸球体全体を解析するので、半月体形成性糸球体と確実に診断できますが、一方で旧来の２次元でスライス3のみを解析した場合には、正常糸球体と誤って診断する可能性があり、3次元で解析した方が病変の見逃しを防げることがわかりました。