新規ACE2ホモローグcollectrinの発見と腎発生・進行性腎障害への関与

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571025
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 和田 淳 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (30294408)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 四方 賢一 岡山大学, 医学部・歯学部附属病院, 講師 (00243452) ; 槇野 博史 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (50165685)
• Keywords: collectrin / ACE2 / HNF-1β / 腎発生 / 糸球体硬化

Research Abstract

我々は、進行性腎障害に共通の分子メカニズムを明らかにするために、5/6腎臓摘出ICRマウスの腎肥大期において発現の上昇する遺伝子のスクリーニングを行ってきた(Zhang H el al. Kidney Int 56(2),549-558,1999)。すなわち糸球体硬化や、腎間質の線維化を来たす前段階の遺伝子変化がその後の腎硬化の成立に重要であると考えたからである。よってこれらの遺伝子群の同定は進行性腎障害の新しい分子メカニズムが明らかになるばかりではなく、新しい治療ターゲットの同定につながると考えられる。
そういった遺伝子群のなかの一つであるNX-17は様々な臓器のノーザン解析から、腎臓特異的に発現することが明らかとなった。さらにこの遺伝子の全長のcoding sequenceをマウス、ヒト、ラットにおいてクローニングしたところ、まったく新規の遺伝子であることが判明した。その遺伝子産物は222アミノ酸残基からなり、N末端にシグナルペプチドをと膜ドメインを有するため膜蛋白であると考えられた。In situ hybridizationやポリクローナル抗体による免疫染色の結果、腎皮質部及び髄質部の集合管特異的に発現することが判明した。そのホモロジーサーチより最近その存在が明らかとなったangiotensin converting enzyme 2(ACE2)と47.8%の相同性があることも判明した。そこで我々はこの新規膜蛋白をcollectrinと命名し報告するに至っている(Zhang H et al. J Biol Chem 276(20),17132-17139,2001)。
Collecrinの構造はまったく新規であるため、その機能の推測は困難であった。しかしヒトcollectrin遺伝子の転写領域を検討した結果Hepatocyte nuclear factor-1α(HNF-1α)の結合配列があることが明らかとなった。腎臓においてはHNF-1βが強く発現しているが、ヒトのHNF-1βの遺伝子異常は糖尿病を来たすことが知られており、MODY5(maturity onset diabetes of the young)と呼ばれている。HNF-1βは主に腎臓に発現しており、そのほか肝臓、膵臓、腸管にもわずかに存在する。Collectrinの発現調節特にHNF-1βとの関連を検討するために、M-1、mIMCD-3細胞のほか複数の集合管細胞細胞株を入手し、CollectrinとHNF-1βの発現を検討した。またCollectrinとの相互作用をもつ蛋白群の同定のために、Yeast two hybrid systemを開始し、5/6腎摘マウス腎臓からmRNAを抽出し、ライブラリーを作製し、スクリーニングを終了した。

Research Products

• [Publications] Nakao K et al.: "Perturbation of autocrine/paracrine loops of burst-forming units of erythroid-derived cells in rHuEPO-hyposensitive hemodialysis patients."Am J Kidney Dis. 41. 624-636 (2003)
• [Publications] Kanwar YS et al.: "Imprinted mesodermal specific transcript (MEST) and H19 genes in renal development and diabetes."Kidney Int. 63. 1658-1670 (2003)
• [Publications] Wada J, Sugiyama H, Makino H: "Pathogenesis of IgA nephropathy."Semin Nephrol. 23. 556-563 (2003)
• [Publications] Hiragushi K et al.: "The role of adrenomedullin and receptors in glomerular hypertension in streptozotocin- induced diabetic rats."Kidney Int. 65. 540-550 (2004)
• [Publications] Kanwar YS, Wada J et al.: "Update of extracellular matrix, its receptors, and cell adhesion molecules in mammalian nephrogenesis."Am J Physiol Renal Physiol. 286. F202-F215 (2004)