慢性バソプレッシン分泌過剰におけるアクアポリン-2の新たな調節系

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13137208
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 石川 三衛 自治医科大学, 医学部, 教授 (70112620)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 船山 大 自治医科大学, 医学部, 助手 (40296116) ; 為本 浩至 自治医科大学, 医学部, 講師 (90292630) ; 加園 恵三 自治医科大学, 医学部, 講師 (90177387)
• Keywords: バソプレッシン / アクアポリン-2 / 転写調節 / 浸透圧 / プロモーター活性 / 水利尿不全

Research Abstract

当該するテーマについて、in vitroでのアクアポリン-2 (AQP-2) 5'上流領域の遺伝子転写調節機構の解明に関する継続研究を中心に、さらに臨床研究として慢性心不全患者における水利尿不全と尿中AQP-2排泄の関係を検討したIn vitroにおける研究では、浸透圧の変化に呼応するAQP-2 promoter遺伝子の浸透圧反応領域の特徴を解析した。マウスAQP-2遺伝子5'上流域(-9.5 kb)をpGL3 basic vectorのルシフェラーゼ(LUC)遺伝子上流に組み込んだコンストラクトを作製したAQP-2 promoter遺伝子の種々の大きさのDNA fragmentsを組み込んだプラスミッドをMDCK細胞にトランスフェクトして実験に供した。AVP/cAMPおよび高浸透圧培地(300→750 mmol/kg)に対するLUC活性をルミノメーターで測定した。この結果、以下の諸点を見い出した。(1)0.5 mM dibutyryl cAMPは、-9.5 kb,-1.1 kbのAQP-2 promoterにおいてLUC活性を有意に増加させた。(2)高浸透圧培地(600 mmol/kg)は、-9.5 kb,-6.1 kb AQP-2 promoterでLUC活性を2倍強に増加したが、-4.3 kb,-2.6 kb,-1.1 kb,-0.36 kbのAQP-2 promoterではLUC活性を変化させなかった。(3)-9.5 kb,-6.1 kb AQP-2 promoterにおいて、dibutyryl cAMPと高浸透圧培地はLUC活性を相乗的に増加させた。(4)p38,p42/44 MAP kinase阻害薬であるU0126,SB203580は、高浸透圧によるLUC活性に影響を与えなかった。(5)Computer homology検索でtonicity-response enhancer(Ton E)がAQP-2 promoterの-570〜-560 bpに存在することが明らかにされたが、dominant negative Ton E結合蛋白を含むvectorを導入した-6.1 kb AQP-2 promoterでは、高浸透圧によるLUC活性は対照群と同様に増加した。これらの成績から、AQP-2 5'-flanking領域、とくに-6.1〜-4.3 kb内に、Ton Eとは独立する新たな浸透圧反応領域の存在が示唆される。
慢性心不全患者67例における血漿バソプレッシン(AVP)濃度、尿中AQP-2排他を検討した。血漿AVP濃度は心不全の進行(NYHA機能分類)に従って増加した。これは、心拍出量と負の相関を示し、AVP分必亢進が圧受容体を介する非浸透圧刺激によることが明らかとなった。また、尿中AQP-2排泄はAVP分泌亢進に反応してNYHA I→IV群にかけて漸増する結果であった。この臨床研究を通じて、慢性AVP分泌過剰では、腎におけるAQP-2発現がAVP分泌亢進に反応して増加することが改めて指示される。

Research Products

• [Publications] Ishikawa S: "Pathological role of aquaporin-2 in impaired water excretion and hyponatremia."J Neuroendocrinol. in press. (2004)
• [Publications] Funayama H: "Increases in interleukin-6 and matrix metalloproteijnase-9 in the infarct-related coronary artery of"Circ J. in press. (2004)
• [Publications] Ishikawa S: "Pathophysiological roles of arginine vasopressin and aquaporin-2 in impaired water excretion"Clin Endocrinol (Oxf). 58(1). 1-17 (2003)
• [Publications] Yatagai T: "Close association of severe hyponatremia with exaggerated release of vasopressin in elderly subjects with secondary adrenal insufficiency"Eur J Endocrinol. 148(2). 221-226 (2003)
• [Publications] Sasaki M: "Full-blown Cushing's disease after an episode of pituitary apoplexy."Endocr J. 50(5). 501-506 (2003)
• [Publications] Ogura M: "Unilateral adrenalectomy improves insulin resistance and diabetes mellitus in a patient with ACTH-independent macronodular adrenal hyperplasia"Endocr J. 50(6). 715-722 (2003)
• [Publications] Ishikawa S: "Ascites and Renal Dysfunction in Liver Cirrhosis"Blackwell Sciences(in press). (2004)