アデノシンは、細胞内において主にadenosine triphosphateの分解により産生され、細胞膜上に存在するアデノシン受容体に結合して種々の細胞・組織で生理・薬理作用を発現する。腎臓においても他の組織と同様に、アデノシンは多くの生理・薬理作用を発現する。キサンチン誘導体であるカフェインやテオフィリンは利尿作用を示すが、その作用がアデノシン拮抗作用に基づくことが1975年に明らかにされ、1990年以降にはアデノシンがA1受容体を介して腎血行動態や尿細管での電解質再吸収を調節していることが明らかとなった。

　我々は、アデノシンA1受容体に選択的に拮抗する8-(noradamantan-3-yl)-1,3-dipropylxanthine(KW-3902)を見い出した。KW-3902はKi値が0.19nMのアデノシンA1受容体結合阻害作用を示し、A2受容体結合阻害作用と比較して800倍以上の選択性を有する。また、KW-3902はNECA誘発心拍数低下を抑制したことから、in vivoの実験系でA1受容体拮抗作用を示すことが確認されている。

　近年、生理的条件下でのアデノシンの作用のみならず、病態時にアデノシンが増加して病態の進展を修飾することが明らかにされてきている。心筋虚血時においては、虚血により増加したアデノシンが心機能あるいは好中球活性化を抑制することで心保護作用を示し、脳虚血時においては、虚血により増加したアデノシンが神経伝達物質の放出を抑制して脳神経障害の進展を抑制する。しかし、病態時の腎臓におけるアデノシンの役割については不明な点が多く残されていた。本研究では、KW-3902をツールとして各種腎循環病態におけるアデノシンの病態生理学的役割の解明を試みた。

　今回の研究で、各種腎疾患の動物モデルにおいてKW-3902が有効であることを明らかにし、本薬が臨床においても有用である可能性が示唆された。現在、KW-3902は本邦および欧州において臨床試験が進行中である。

　正常ラットおよびイヌにおいてKW-3902はNa選択的利尿作用を示した。このKW-3902の利尿作用は腎血行動態とは無関係であり、近位尿細管を主とした尿細管での再吸収阻害によるものであった。本研究では、KW-3902投与後の各種尿中電解質排泄を他の利尿薬と比較検討し、KW-3902の腎尿細管での作用点を考察した。KW-3902は尿中K排泄量には影響せず、近位尿細管に作用するアセタゾラミドと同様に、尿中HCO₃排泄量を増加させるとともに尿pHをアルカリ側へ移行させた。また、ループ利尿薬であるフロセミドと同様に、尿中Na、Ca、MgおよびCl排泄量を増加させた。すなわち、KW-3902は近位尿細管において電解質の再吸収を抑制するとともに、遠位尿細管やヘンレ上行脚にも作用する可能性が考えられた。

　以上より、腎臓でのKW-3902の薬理作用を調べることにより、正常状態においてアデノシンは腎血行動態の調節には関与しておらず、尿細管における水や電解質の再吸収を促進していることを見い出した。

　浮腫は、組織間液と血管内液とのバランスの異常に起因した疾患である。ネフローゼ症候群では、糸球体の障害によりタンパク尿が発現し、血中アルブミン濃度の低下および腎臓でのナトリウム再吸収の亢進により浮腫が引き起こされる。浮腫性疾患における電解質排泄に対するアデノシンの関与を検証するために、ラットにピューロマイシンアミノヌクレオシド(PAN)100mg/kgを静脈内投与して腎性浮腫モデルを作製し、KW-3902の薬理作用を検討した。KW-3902はPAN投与7日目より一日一回3日間経口投与した。KW-3902は0.01mg/kg以上の用量で腹水の貯留を軽減し、正常動物と同様に尿中ナトリウム排泄を促進したが、尿中カリウム排泄を有意に抑制した点において正常動物と異なる特徴を示した。また、四塩化炭素誘発肝性浮腫モデルにおいても、KW-3902はナトリウム利尿作用を示すと共に腹水の貯留を軽減した。

　以上の成績より、浮腫モデルにおいてKW-3902がナトリウム利尿に伴う腹水軽減作用および尿中カリウム排泄抑制作用を示すこと、浮腫病態においてアデノシンが水およびナトリウム再吸収亢進のみならずカリウム排泄にも関与することが示唆された。

　エリスロポエチン(EPO)は赤血球産生を促進するホルモンであり、貧血時に主として腎臓で産生されて赤血球数の恒常性維持に働く。EPO産生にアデノシンが関与することを示唆するin vitroでの研究成績が幾つか報告されていた。本研究では、ラットの貧血モデルを作製し、アデノシンアゴニストおよび拮抗薬の薬理作用を検討することで、貧血時の腎臓でのEPO産生にアデノシンが関与することをin vivo実験により初めて明らかにした。また、貧血病態におけるアデノシンのEPO産生はA2a受容体を介しており、KW-3902の貧血に対する影響は認められなかった。

　本研究では、各種病態モデルを用いてアデノシンA1受容体拮抗薬KW-3902の腎循環に対する薬理作用について検討することで、腎循環病態におけるアデノシンの病態生理学的役割の解明を試みた。その結果、KW-3902が(1)急性腎不全病態における腎血行動態を改善すること、(2)Na選択的利尿に基づく血圧上昇抑制および浮腫軽減作用を示すこと、および(3)各種薬剤誘発性急性腎不全に対して予防作用を示すことを明らかにした。すなわち、腎臓においてはアデノシンは貧血を改善する作用を持つ一方で、各種病態において腎機能を悪化させる病態生理学的側面を持つことを明らかにした。

　今回の研究成績から、食塩感受性高血圧症、浮腫疾患および腎不全の各病態において、KW-3902がアデノシンA1受容体拮抗作用に基づく新しいタイプの利尿降圧および腎保護薬として、臨床的に有用である可能性が示唆された。

　まず、正常ラットおよびイヌに於けるKW-3902の作用を調べたところ、腎血行動態とは無関係なNa選択的利尿作用を示した。さらに検討したところ、KW-3902が近位尿細管に於ける電解質の再吸収を抑制すると共に、遠位尿細管やヘンレ上行脚にも作用する可能性が明らかとなった。