直接的アクアポリン2阻害剤の開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K09286
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 油井 直史 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 非常勤講師 (00633976)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: アクアポリン２ / リン酸化 / 脱リン酸化 / バソプレシン / 尿崩症 / 心不全

Outline of Annual Research Achievements

AQP2はバソプレシン(VP)刺激により複数のリン酸化部位が修飾され管腔側膜へ移動するが、この複数のリン酸化部位の制御は、1)個別に独立して制御され、別の分子的意義があるのか、2）同一分子上で連続的に起こり、協調的にAQP2の細胞内輸送を制御するのか不明である。このことの解明はAQP2研究において根本的に重要な意義を持つと考えた。
リン酸化特異的な免疫沈降法を確立することに成功し、AQP2の急性期リン酸化制御の複合的様相を検出する解析法の構築に応用した。それによりどのようにAQP2が複合的にリン酸化/脱リン酸化を遂げるかを検討し、刺激直後の変化を培養細胞及びマウス腎臓で現在進行形的に解析した。具体的にはpS256陽性AQP2、またはpS269陽性AQP2を単離し、pS261の変化を検討した。その結果pS256-pS261-AQP2上でSer-269がリン酸化されpS256-pS261-pS269-AQP2になり、その後にSer-261が脱リン酸化されてpS256-pS269-AQP2と変化してゆく様態を明確にすることができ論文発表した。
この方法を尿崩症変異体であるP262L-AQP2に応用した。この変異体ではSer-261のリン酸化制御が逆転するが、その現象はpS256陽性AQP2上で起きていることを明確にした。また共免疫沈降への応用のためFLAG-AQP2とFLAG-P262L-AQP2強発現細胞株を樹立し、複合的リン酸化制御を確認した。
またSer-269リン酸化、Ser-261脱リン酸化がWnt5a-calcineurinにより制御される研究にも協力し報告した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

AQP2の複合的リン酸化制御を明確にすることができた。Ser-261の制御機構の解明がAQP2の細胞内輸送において重要であることをさらに明確に出来た。この複合的制御のビジョンは今までは世界的にもSerをAlaやAspに変えた人工的模倣体での検討が主流で、Ser-261はpS256, pS269の制御機構とは関係なく、AQP2細胞内輸送にも関係ないという考えが主流だったことを考えると本研究の意義は今後増すことが期待できる。また着目しているP262L-AQP2のリン酸化制御の異常についても複合的に解析することができ、今後の研究展開の重要な情報を得た。またその制御因子としてcalcineurinを同定した研究にも貢献することが出来た。

Strategy for Future Research Activity

FLAG-AQP2とFLAG-P262L-AQP2の相互作用分子を網羅的に解析し、Ser-261脱リン酸化機構を明らかにし、calcineurin阻害剤などの分子的作用機序を明らかにしてゆく。

Research Products

• [Journal Article] Aquaporin-2 Ser-261 phosphorylation is regulated in combination with Ser-256 and Ser-269 phosphorylation (2017)
  • Author(s): Naofumi Yui, Sei Sasaki, Shinichi Uchida
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 482 Pages: 524-529
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.11.118.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Wnt5a induces renal AQP2 expression by activating calcineurin signalling pathway (2016)
  • Author(s): Fumiaki Ando, Eisei Sohara, Tetsuji Morimoto, Naofumi Yui, Naohiro Nomura, Eriko Kikuchi, Daiei Takahashi, Takayasu Mori, Alain Vandewalle, Tatemitsu Rai, Sei Sasaki, Yoshiaki Kondo, Shinichi Uchida
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 7 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1038/ncomms13636
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Regulated Ser-261 dephosphorylation combined with Ser-256 and Ser-269 phosphorylation in the C-terminus of aquaporin-2 water channel (2016)
  • Author(s): Naofumi Yui, Sei Sasaki, Shinichi Uchida
  • Organizer: 50th Annual Meeting of American Society of Nephrology
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2016-11-15 – 2016-11-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The proteasome inhibitor bortezomib attenuate renal fibrosis in mice (2016)
  • Author(s): Moko Zeniya, Takayasu Mori, Naohiro Nomura, Naofumi Yui, Eisei Sohara, Tatemitsu Rai, Shinichi Uchida
  • Organizer: 50th Annual Meeting of American Society of Nephrology
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2016-11-15 – 2016-11-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] カルシニューリンは腎性尿崩症治療の標的分子である (2016)
  • Author(s): 安藤史顕、蘇原映誠、油井直史、野村尚弘、菊池絵梨子、高橋大栄、森崇寧、頼建光、佐々木成、内田信一
  • Organizer: 第59回日本腎臓学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 横浜 神奈川
  • Year and Date: 2016-06-17 – 2016-06-19
• [Remarks] 東京医科歯科大学腎臓内科
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/grad/kid/