Molecular mechanisms of kidney protection by hypoxia-inducible factor 2

• Project/Area Number: 23K07713
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53040:Nephrology-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 田中 哲洋 東北大学, 医学系研究科, 教授 (90508079)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 低酸素誘導因子2 / 慢性腎臓病

Outline of Research at the Start

本研究では主に、マウスにHIF2阻害薬を投与することによって、１．腎臓のエリスロポエチン (EPO) 産生誘導に与える影響、２．HIF2が腎IRIの病態に与える影響、３．HIF2がDKDモデルにもたらす病態修飾、４．SGLT2阻害薬の腎保護効果におけるHIF2の役割、を検討する。 これらの検討によって、HIF2アイソフォームを介する低酸素シグナルの活性調節がIRIおよびDKDの病態に及ぼす影響が総合的に評価できる。得られる知見は腎疾患の病態解明に寄与するのみならず、新規予防法・治療法の確立にも直接繋がる可能性を有し、医学・薬学のみならず、国民の健康推進に幅広く貢献できる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では低酸素誘導因子HIF2がマウス慢性腎臓病(CKD)の進展にもたらす影響を検討する。そのため、初年度である当該年度には選択的HIF2阻害薬であるPT2385およびPT2977を用い、HIF2を選択的に阻害する分子機序の検討を行った。HIF応答型ルシフェラーゼ(HREluc)を用いたレポーターアッセイにおいて、PT2385はHIF1α過剰発現によるレポーター誘導を抑制できなかった一方、HIF2α過剰発現による同誘導を有意に抑制した。次に、内在性HIF標的遺伝子の発現に対する影響を評価した。HIF2のみを発現する腎がん細胞株786-Oにおいて、PT2385はHIF2標的遺伝子であるvascular endothelial growth factor(VEGF)やcyclin D1(CCND1)などの発現を選択的に抑制した一方、近位尿細管細胞株HK-2細胞においてはHIF1標的遺伝子であるのglucose transporter 1(GLUT1)やangiopoietin like 4(ANGPTL4)などの遺伝子の低酸素発現誘導を抑制しなかった。PT2977においても同様の結果が得られた。さらに、これらの化合物がHIF2を選択的に抑制する分子機構を検討した。786-O細胞とHK-2細胞に対して、HIF2αおよびHIF1αタンパク発現量をWestern blot 法にて確認したところ、HIF２αおよびHIF1αの蛋白発現量には影響が認められなかった。一方、aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator (ARNT) とのヘテロダイマー形成能を免疫沈降法にて検討したところ、PT2385はHIF2αとARNTのダイマー形成を選択的に阻害した一方で、HIF1αとARNTのダイマー形成には影響を及ぼさなかった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでのところ、研究提案書に記載した研究計画と概ね同じペースで進捗している。

Strategy for Future Research Activity

研究仮説の検証自体は概ね順調に進んでおり、現行の方針にて研究を継続する予定。

Research Products

• [Journal Article] Investigating the cut-off values of captopril challenge test for primary aldosteronism using the novel chemiluminescent enzyme immunoassay method: a retrospective cohort study. (2024)
  • Author(s): Tezuka Y, Omata K, Ono Y, Kambara K, Kamada H, Oguro S, Yamazaki Y, Gomez-Sanchez CE, Ito A, Sasano H, Takase K, Tanaka T, Katagiri H, Satoh F.
  • Journal Title: Hypertens Res. Volume: Online ahead of print Issue: 5 Pages: 1362-1371
  • DOI: 10.1038/s41440-024-01594-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Population characteristics and diagnosis rate of chronic kidney disease by eGFR and proteinuria in Japanese clinical practice: an observational database study. (2024)
  • Author(s): Tanaka T, Maruyama S, Chishima N, Akiyama H, Shimamoto K, Inokuchi S, Yokota K, Ozaki A.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 14 Issue: 1 Pages: 5172-5172
  • DOI: 10.1038/s41598-024-55827-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transvenous Radiofrequency Catheter Ablation for an Aldosterone-Producing Tumor of the Left Adrenal Gland: A First in Human Case Report. (2023)
  • Author(s): Oguro S, Ota H, Yanagaki S, Kawabata M, Kamada H, Omata K, Tezuka Y, Ono Y, Morimoto R, Satoh F, Toyama H, Tanimoto K, Konno D, Yamauchi M, Niwa Y, Miyamoto H, Mori K, Tanaka T, Ishihata H, Takase K.
  • Journal Title: Cardiovasc Intervent Radiol. Volume: 46 Issue: 12 Pages: 1666-1673
  • DOI: 10.1007/s00270-023-03584-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phospholipase D4 as a signature of toll-like receptor 7 or 9 signaling is expressed on blastic T-bet+B cells in systemic lupus erythematosus. (2023)
  • Author(s): Yasaka K, Yamazaki T, Sato H, Shirai T, Cho M, Ishida K, Ito K, Tanaka T, Ogasawara K, Harigae H, Ishii T, Fujii H.
  • Journal Title: Arthritis Res Ther. Volume: 25 Issue: 1 Pages: 200-200
  • DOI: 10.1186/s13075-023-03186-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dznep, a histone modification inhibitor, inhibits HIF1α binding to TIMP2 gene and suppresses TIMP2 expression under hypoxia (2023)
  • Author(s): Yamazaki Tomotaka、Mimura Imari、Kurata Yu、Tanaka Tetsuhiro、Nangaku Masaomi
  • Journal Title: Physiological Reports Volume: 11 Issue: 17
  • DOI: 10.14814/phy2.15810
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chromatin remodeling factor, INO80, inhibits PMAIP1 in renal tubular cells via exchange of histone variant H2A.Z. for H2A (2023)
  • Author(s): Miura Rika、Mimura Imari、Saigusa Hanako、Yamazaki Tomotaka、Tanemoto Fumiaki、Kurata Yu、Sato Dai、Tanaka Tetsuhiro、Nangaku Masaomi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Issue: 1 Pages: 13235-13235
  • DOI: 10.1038/s41598-023-40540-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Urinary growth differentiation factor 15 predicts renal function decline in diabetic kidney disease (2023)
  • Author(s): Oshita Toma、Watanabe Shun、Toyohara Takafumi、Kujirai Ryota、Kikuchi Koichi、Suzuki Takehiro、Suzuki Chitose、Matsumoto Yotaro、Wada Jun、Tomioka Yoshihisa、Tanaka Tetsuhiro、Abe Takaaki
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Issue: 1 Pages: 12508-12508
  • DOI: 10.1038/s41598-023-39657-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Novel anemia therapies in chronic kidney disease: conclusions from a Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO) Controversies Conference. (2023)
  • Author(s): Ku E, Del Vecchio L, Eckardt KU, Haase VH, Johansen KL, Nangaku M, Tangri N, Waikar SS, Wiecek A, Cheung M, Jadoul M, Winkelmayer WC, Wheeler DC; for Conference Participants.
  • Journal Title: Kidney Int. Volume: 104 Issue: 4 Pages: 655-680
  • DOI: 10.1016/j.kint.2023.05.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypoxia‐inducible lncRNA MIR210HG promotes HIF1α expression by inhibiting miR‐93‐5p in renal tubular cells (2023)
  • Author(s): Saigusa Hanako、Mimura Imari、Kurata Yu、Tanaka Tetsuhiro、Nangaku Masaomi
  • Journal Title: The FEBS Journal Volume: 290 Issue: 16 Pages: 4040-4056
  • DOI: 10.1111/febs.16794
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Oxygen metabolism in diabetic kidney disease. (2023)
  • Author(s): Tetsuhiro Tanaka
  • Organizer: 60 th ERA congress.
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 集学的なCKD診療のプラクティスポイント (2023)
  • Author(s): 田中哲洋
  • Organizer: 第231回日本内科学会東北地方会
  • Invited
• [Presentation] 腎性貧血 (2023)
  • Author(s): 田中哲洋
  • Organizer: 第66回日本腎臓学会学術総会
  • Invited
• [Presentation] DKD治療としてのバルドキソロンメチルへの期待 (2023)
  • Author(s): 田中哲洋
  • Organizer: 第66回日本腎臓学会学術総会
  • Invited
• [Presentation] 低酸素からみる慢性腎臓病の病態と治療 (2023)
  • Author(s): 田中哲洋
  • Organizer: 日本内分泌学会第41回内分泌代謝学サマーセミナー
  • Invited
• [Presentation] CKDにおける治療薬最新知見：バルドキソロンメチル・セロンセルチブによる腎症進展抑制も含めて (2023)
  • Author(s): 田中哲洋
  • Organizer: 日本動脈硬化学会・学術集会2023
  • Invited
• [Presentation] HIF-PH阻害薬 (2023)
  • Author(s): 田中哲洋
  • Organizer: 日本抗加齢医学会2023
  • Invited
• [Presentation] 本邦実臨床におけるKDIGO分類毎の臨床転帰に関する後ろ向きコホート研究REAL CKD研究 (2023)
  • Author(s): 田中哲洋
  • Organizer: 糖尿病性腎症研究会2023
  • Invited