リソソームプロテアーゼのポドサイトにおける役割と慢性腎臓病の進展メカニズムの解明

• Project/Area Number: 14J12268
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Kidney internal medicine
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 野中 香苗 順天堂大学, 医学部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: ポドサイト / カテプシンD / カテプシンL / 糸球体硬化 / オートファジー

Outline of Annual Research Achievements

◎カテプシンL（CL）とポドサイト障害
CLは重要なポドサイト関連タンパクの分解に関与しており、腎障害時にCLの発現が亢進し、それらのタンパクを過剰分解することで、ポドサイト障害を増悪させることが報告されている。昨年度までの研究で、CLノックアウトマウスに糸球体硬化モデルであるアドリアマイシンを投与すると、前述の基質の分解が抑制され、野生型と比し、糸球体硬化が有意に少ないことが明らかとなっていた。本年度、CLの新たな基質（Protein X）が腎障害時に過剰分解され、スリット膜が崩壊し、ポドサイトがアポトーシスに至ることが明らかとなった。
◎カテプシンD（CD）とポドサイト障害
昨年度までの研究でポドサイト特異的CDノックアウトマウスは生後5ヵ月でタンパク尿が出現、加齢と共に糸球体硬化が進行し、生存期間は野生型に比し短いことが明らかとなっていた。さらに、CD欠損がポドサイト障害をもたらす機序として、①オートファジー・リソソーム経路が停滞しアポトーシスに至ること、②CDの基質であるATP合成酵素サブユニットCがリソソーム内へ蓄積し、神経細胞と同様の細胞障害をもたらすことも示された。本年度の研究で、スリット膜を構成するポドシンとネフリンがCDの基質であることが新たに明らかとなった。ポドサイト特異的CDノックアウトマウスでは、ポドシン・ネフリンがスリット膜から細胞質に局在変化し、蓄積していた。さらに、ヒト腎生検組織でCD発現の変化を検討した結果、腎予後良好な微小変化群では糸球体内のCDの発現が亢進し、腎予後不良な巣状分節性糸球体硬化症では発現が低下していた。
本研究により、ポドサイトの恒常性にCDが重要な役割を果たしていることが初めて明らかとなった。さらに糸球体におけるCDの発現がヒト慢性腎臓病の病態と関連している可能性も示された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Cathepsin D in Podocytes Is Important in the Pathogenesis of Proteinuria and CKD. (2016)
  • Author(s): Yamamoto-Nonaka K, Koike M, Asanuma K, Takagi-Akiba M, Oliva Trejo JA, Seki T, Hidaka T, Ichimura K, Sakai T, Tada N, Ueno T, Uchiyama Y, Tomino Y.
  • Journal Title: Journal of the American Society of Nephrology Volume: Accepted on November 30, 2015
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 糸球体ポドサイトの機能と疾患 (2016)
  • Author(s): 淺沼克彦，山本香苗
  • Journal Title: 実験医学34巻8号 Volume: 34 Pages: 1236-1244
• [Journal Article] ポドサイトのオートファジー (2015)
  • Author(s): 野中 香苗, 淺沼 克彦
  • Journal Title: 腎と透析 Volume: 78(3) Pages: 357-363
• [Journal Article] Significance of urinary full-length megalin in patients with IgA nephropathy. (2014)
  • Author(s): Seki T, Asanuma K, Asao R, Nonaka K, Sasaki Y, Oliva Trejo JA, Kurosawa H, Hirayama Y, Horikoshi S, Tomino Y, Saito A.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9(12) Issue: 12 Pages: e114400-e114400
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0114400
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Transient increase in proteinuria, poly-ubiquitylated proteins and ER stress markers in podocyte-specific autophagy-deficient mice following unilateral nephrectomy. (2014)
  • Author(s): Oliva Trejo JA, Asanuma K, Kim EH, Takagi-Akiba M, Nonaka K, Hidaka T, Komatsu M, Tada N, Ueno T, Tomino Y.
  • Journal Title: Biochemical and biophysical research communications Volume: 446(4) Issue: 4 Pages: 1190-1196
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.03.088
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Notch2 activation ameliorates nephrosis. (2014)
  • Author(s): Tanaka E, Asanuma K, Kim E, Sasaki Y, Oliva Trejo JA, Seki T, Nonaka K, Asao R, Nagai-Hosoe Y, Akiba-Takagi M, Hidaka T, Takagi M, Koyanagi A, Mizutani S, Yagita H, Tomino Y.
  • Journal Title: Nature communications Volume: 5 Issue: 1 Pages: 3296-3296
  • DOI: 10.1038/ncomms4296
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 腎生検所見から何を学ぶか(No.53) タクロリムスが上皮下沈着物に対して治療効果を示した難治性ループス腎炎の1例 (2014)
  • Author(s): 野中 香苗, 乳原 善文, 諏訪部 達也, 住田 圭一, 平松 里佳子, 長谷川 詠子, 豊原 敬文, 広浜 大五郎, 山内 真之, 山内 淳司, 早見 典子, 冨永 直人, 星野 純一, 澤 直樹, 竹本 文美, 黒田 陽子, 大橋 健一, 高市 憲明, 橋口 明典, 湯村 和子
  • Journal Title: 腎と透析 Volume: 77(3) Pages: 389-398
• [Presentation] ポドサイトにおけるカテプシンDの病態生理学的役割 (2016)
  • Author(s): 山本香苗，淺沼克彦，小池正人，高木美幸，Oliva Trejo JA，関卓人，日高輝夫，市村浩一郎，坂井建雄，上野隆，内山安男，富野康日己
  • Organizer: 第59回日本腎臓学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-06-17
• [Presentation] カテプシンDのポドサイトにおける役割と慢性腎臓病の進展メカニズムの解明 (2015)
  • Author(s): 野中香苗，淺沼克彦，小池正人，上野隆，内山安男，富野康日己
  • Organizer: 第6回分子腎臓フォーラム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2015-09-05