実験的な急性および慢性腎臓損傷の診断と予後における血清NGALの予測値

Prediction Value of Serum NGAL in the Diagnosis and Prognosis of Experimental Acute and Chronic Kidney Injuries.

• Weida Wang
• Zhaojun Li
• Yuanyuan Chen
• Haijie Wu
• Sen Zhang
• Xiaoguang Chen

抄録

急性および慢性腎臓病の進行をモニタリングするための高感度で正確な血清バイオマーカーは、より便利であり、薬理学的研究において薬剤効率をより良く評価することができる。好中球ゼラチナーゼ関連リポカリン（NGAL）は急性腎障害（AKI）の初期バイオマーカーとして期待されていますが、糖尿病性腎症（DN）や免疫介在性糸球体腎炎の早期予測や予後への有用性はまだ明らかにされていません。さらに、AKIにおけるNGALの詳細な予後研究は不足しており、ほとんどの研究では尿を用いている。本研究では、2つの実験的AKIと2つの慢性腎障害動物モデルを用いて、動物疾患モデルにおける腎障害の診断・予後に関する血清NGAL（sNGAL）予測値を徹底的に検討した。実験腎疾患モデルは、シスプラチン誘発性およびリポ多糖（LPS）誘発性AKI、ストレプトゾシン誘発性糖尿病性腎症（DN）、カチオン化ウシ血清アルブミン（c-BSA）誘発性膜性腎症（MN）の4つの実験腎疾患モデルをそれぞれ対象とした。腎障害（KI）の段階別にsNGAL濃度を測定し，レシーバー操作特性（ROC）解析を行い，KIに対するsNGALの診断効率を検討した．腎臓の蛋白質濃度の測定にはウエスタンブロットと免疫組織化学を用い、KIの確認には病理学的解析をゴールドスタンダードとした。その結果、sNGALはシスプラチン誘発性AKIの早期診断を正確に予測できるが、血中尿素窒素（BUN）や血清クレアチニン（Scr）と比較して、後の段階では威力を発揮しないことが示唆された。結論として、sNGALを腎障害バイオマーカーとして薬理試験で診断・予後を決定するために応用するには、実験動物モデルに依存している。

Sensitive and accurate serum biomarkers for monitoring acute and chronic kidney disease progression are more convenient and can better evaluate drug efficiency in pharmacological research. Neutrophil Gelatinase-associated Lipocalin (NGAL) is considered a hopeful early biomarker of acute kidney injury (AKI), but its utility in early prediction and prognosis of diabetic nephropathy (DN) and immune-mediated glomerulonephritis is still not clear. Moreover, detailed prognosis studies of NGAL in AKI are lacking, and most studies use a urine source. In the current study, through two experimental AKI and two chronic kidney injury animal models, serum NGAL (sNGAL) prediction values on diagnosis and prognosis of kidney injuries in animal disease models have been investigated thoroughly. Four experimental kidney disease models include cisplatin-induced and lipopolysaccharide (LPS)-induced AKI, streptozocin-induced diabetic nephropathy (DN), and cationized-bovine serum albumin (c-BSA)-induced membranous nephropathy (MN), respectively. The sNGAL concentration was measured at different stages of kidney injury (KI) in each experimental model, and receiver operating characteristic (ROC) analyses were performed to investigate the diagnosis efficiency of sNGAL for KI. Western blot and immunohistochemistry were used to measure the protein levels in the kidneys, and pathological analysis was used as the gold standard to confirm KI. Results suggest that sNGAL can predict early diagnosis of cisplatin-induced AKI accurately but is less powerful in later stages compared to blood urea nitrogen (BUN) and serum creatinine (Scr). sNGAL is sensitive but lacks specificity to evaluate early kidney injury for LPS-induced AKI under low-dosage LPS challenge. sNGAL is not an efficient biomarker for early diagnosis of STZ-induced DN, but sNGAL is an efficient predictor for the early diagnosis and prognosis of immune-mediated MN. In conclusion, application of sNGAL as a kidney injury biomarker to determine the diagnosis and prognosis in pharmacological studies is dependent on experimental animal models.