糸球体上皮細胞におけるPDK1の役割と腎機能への影響の解析

• Project/Area Number: 20K17302
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53040:Nephrology-related
• Research Institution: National Center for Global Health and Medicine
• Principal Investigator: 岩田 和希子 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 研究員 (10757355)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: podocyte / Diabetic kidney disease / Insulin signaling / PDK1 / Foxo3 / 糖尿病性腎症 / ポドサイト / インスリンシグナル伝達

Outline of Research at the Start

Podocyte機能障害とインスリンシグナル伝達障害との関連を検討する目的で、我々はPDK1ノックアウトマウスを作製した。その結果、生後早期からのタンパク尿出現、また糸球体硬化病変を呈し腎不全死に至る事を見出した。さらに、PDK1欠失による細胞障害を誘導する因子の一つであるFoxO1を同時に欠損させたダブルノックアウトマウスを作製した所、タンパク尿、血清尿素窒素の低下を観察したが腎不全死は阻止出来なかった。本研究において、podocyte機能障害におけるPDK1の関与とその分子機序を明らかにし、糖尿病性腎症の機序解明および重症化阻止、予防法を構築するための検討を行う。

Outline of Annual Research Achievements

糖尿病性腎症の発症・進展における糸球体上皮細胞(podocyte)でのインスリンシグナル伝達系の関与について検討するため、インスリンシグナル伝達系の最重要因子であるPDK1のpodocyteにおける活性に着目し、podocyte特異的PDK1 KOマウスを作製・評価を行った所、PDK1 KOマウスでは生後早期からタンパク尿が出現し腎不全死にいたることを見出した。次に、その病態メカニズムを解明するため、我々は転写因子FoxO1に着目し、podocyte特異的PDK1-FoxO1欠損マウスを作製・評価を行った所、腎不全死は阻止出来なかった。そこで本研究では、PDK1欠損により生じる腎機能障害の原因となる分子を同定し糖尿病性腎症の新たな標的因子の探索を行なった。
尿細管においてFoxO3aが腎保護に働くという報告より、他のFoxOファミリー分子による病態への寄与を考え、我々はpodocyte特異的PDK1-FoxO3a欠損マウス(FoxO3aDKO)を作製した。Pdk1-floxホモマウスとfoxo3a-floxホモマウスとの交配によりpdk1 & foxo3aダブルfloxホモマウスを作製後、podocyte 特異的　Cre recombinase Tgマウスとの交配によりFoxO3aDKOを作製し、それらのマウスの尿および血液の採取を行い生化学的解析を行なった。また、分子機序解明としてPdk1-floxホモマウスから単離した初代培養podocyteにアデノ随伴ウイルス「AAV Cre recombinase」を感染させPdk1遺伝子の発現を消失させた際の発現変動因子解析のためにAAV Cre recombinaseを作製した。

Research Products

• [Presentation] PDK1 is a key regulator of podocyte viability and maintenance of glomerular function. (2020)
  • Author(s): Wakiko Iwata
  • Organizer: American Diabetes Association
  • Int'l Joint Research