高リン毒性に対する腎尿細管マイトファジーの機構解明と治療への応用

• Project/Area Number: 18K15975
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53040:Nephrology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤村 龍太 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (80817255)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 高リン毒性 / オートファジー / マイトファジー / 腎尿細管 / Rubicon / リソソーム / mTOR

Outline of Annual Research Achievements

腎尿細管における高リン負荷に対して、ミトコンドリア選択的オートファジー（マイトファジー）が対抗しているか否かを検証するため、mitoQCマウスおよびmitoQCベクターを導入した尿細管細胞を用いて評価を行ったが、これらの評価方法に不備があることが判明した。現時点で、高リン負荷近位尿細管特異的オートファジー不全マウスおよびオートファジー不全培養尿細管細胞の解析から、尿細管オートファジーは高リン負荷による細胞傷害に対抗し、その一部はPINK1/Parkin依存性マイトファジーによるものであると考えている。
また高リン負荷ではオートファゴソームとリソソームの融合不全からオートファジーフラックスの停滞が生じていた。融合不全の機序として、高リン負荷によりmechanistic target of rapamycin (mTOR)経路が活性化され、融合を負に制御する複合体にRubiconが参画することが考えられた。両者の融合を阻害する因子Rubiconのノックアウトにより、高リン負荷による腎尿細管障害は軽減した。
以上より、オートファゴソームとリソソームの融合不全は、高リン負荷に対する治療ターゲットになりうると考えられるが、①Rubicon自体がマイトファジーの調節因子として働いているのか、②Rubiconのノックアウトによりミトコンドリア保護的に働いているのか、については評価できておらず、さらなる検討を要する。

Research Products

• [Presentation] Autophagy protects kidney proximal tubules from phosphate-mediated mitochondrial dysfunction (2018)
  • Author(s): Ryuta Fujimura, Takeshi Yamamoto, Yoshitsugu Takabatake, Satoshi Minami, Shinsuke Sakai, Atsushi Takahashi, Tomoko Namba-Hamano, Jun Matsuda, Isao Matsui, Yusuke Sakaguchi, Takayuki Hamano, Fumio Niimura, Taiji Matsusaka, Tamotsu Yoshimori, Yoshitaka Isaka
  • Organizer: International Society of Nephrology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Stress-dependent and tissue-specific opposing roles for autophagy in mouse strains lacking Rubicon in liver or kidney (2018)
  • Author(s): Ryuta Fujimura, Takeshi Yamamoto, Yoshitsugu Takabatake, Jun Matsuda, Sadatsugu Sakane, Satoshi Minami, Shinsuke Sakai, Atsushi Takahashi, Tomoko Namba-Hamano, Satoshi Tanaka, Hayato Hikita, Fumio Niimura, Taiji Matsusaka, Tetsuo Takehara, Tamotsu Yoshimori, Yoshitaka Isaka
  • Organizer: International Society of Nephrology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オートファジーは高リン負荷による腎尿細管ミトコンドリア傷害に対抗する (2018)
  • Author(s): 藤村龍太、山本毅士、高畠義嗣、南聡、酒井晋介、高橋篤史、難波倫子、松田潤、松井功、坂口悠介、濱野高行、新村文男、松阪泰二、猪阪善隆
  • Organizer: 日本腎臓学会
• [Presentation] オートファジー抑制因子Rubiconの臓器特異性：オートファジー亢進が臓器障害に与えうる保護効果と副作用 (2018)
  • Author(s): 藤村龍太、山本毅士、高畠義嗣、松田潤、南聡、酒井晋介、高橋篤史、難波倫子、新村文男、松阪泰二、吉森保、猪阪善隆
  • Organizer: 日本腎臓学会
• [Presentation] Impairment in Autophagosome-Lysosome Fusion Contributes to Phosphate-Mediated Kidney Injury (2018)
  • Author(s): Ryuta Fujimura, Takeshi Yamamoto, Yoshitsugu Takabatake, Satoshi Minami, Shinsuke Sakai, Atsushi Takahashi, Tomoko Namba-Hamano, Jun Matsuda, Atsushi Hesaka, Hiroaki Yonishi, Isao Matsui, Yusuke Sakaguchi, Takayuki Hamano, Fumio Niimura, Taiji Matsusaka, Yoshitaka Isaka
  • Organizer: American Society of Nephrology
  • Int'l Joint Research