KLHL2/3 as molecular targets to modulate WNK kinases

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K15327
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 内田 信一 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (50262184)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ユビキチンE3リガーゼ / WNKキナーゼ / ノックアウトマウス

Outline of Annual Research Achievements

我々は遺伝性高血圧症の解析を通じてWNKキナーゼ-OSR1/SPAKキナーゼ-SLC12a輸送体シグナル伝達系を発見した。この系は、腎臓でのNaCl出納調節のみならず、血管平滑筋のトーヌス調節や腫瘍細胞の遊走・浸潤を制御している事も明らかとなり、よってこのWNKシグナルカスケード阻害は、降圧利尿のみならず、抗腫瘍作用をもつ可能性がある。最近、我々はこのWNKキナーゼの分解を担う分子（E3ユビキチンリガーゼ）、KLHL2/3―Cullin3複合体を明らかにした。本研究では、このKLHL2/3着目し、この分子を標的としたWNKシグナル伝達系阻害法の可能性を探索した。
まず、細胞培養系において、KLHL2/3の強制発現によって、同時に発現させたWNKキナーゼの蛋白減少作用を確認することが出来た。次に、内因性のWNKシグナル系に対しての抑制効果を確認したところ、強制発現系のWNKに対する作用よりはその効果が軽度であった。おそらく、一過性のKLHL2/3の強制発現では蛋白としての半減期の比較的長いWNKキナーゼの長期間の抑制は困難と考えられ、KLHL2/3蛋白を安定発現できる細胞株を樹立し、KLHL2/3発現増強による、内因性WNKシグナル抑制の効果を確認中である。一方、KLHL2/3トランスジェニックマウス作製を並行して行っている。一方、KLHL2/3の生体内での役割の確定のため、KLHL2,KLHL3ノックアウトマウスを作成し、各臓器におけるWNKキナーゼの発現蛋白量の評価を行った。その結果、KLHL3に関しては腎臓でのWNK1,WNK4のタンパク分解に関わっている事、ヘテロのKOではWNKの蛋白量に変化を及ぼさないこと、KLHL2のKOでは腎臓髄質と肺のWNK4量に変化を認めた。今後ダブルKOの解析をすすめ、KLHL2/3発現増加によって効果の期待できる細胞・臓器を特定する。

Research Products

• [Journal Article] Salt suppresses IFNγ inducible chemokines through the IFNγ-JAK1-STAT1 signaling pathway in proximal tubular cells. (2017)
  • Author(s): Arai Y, Takahashi D, Asano K, Tanaka M, Oda M, Ko SBH, Ko MSH, Mandai S, Nomura N, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 7 Pages: 46580
  • DOI: 10.1038/srep46580.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Loop diuretics affect skeletal myoblast differentiation and exercise-induced muscle hypertrophy. (2017)
  • Author(s): Mandai S, Furukawa S, Kodaka M, Hata Y, Mori T, Nomura N, Ando F, Mori Y, Takahashi D, Yoshizaki Y, Kasagi Y, Arai Y, Sasaki E, Yoshida S, Furuichi Y, Fujii NL, Sohara E, Rai T, Uchida S.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 7 Pages: 46369
  • DOI: 10.1038/srep46369.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Impaired degradation of medullary WNK4 in the kidneys of KLHL2 knockout mice. (2017)
  • Author(s): Kasagi Y, Takahashi D, Aida T, Nishida H, Nomura N, Zeniya M, Mori T, Sasaki E, Ando F, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 487 Pages: 368-374
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.04.068.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Calcineurin inhibitors block sodium-chloride cotransporter dephosphorylation in response to high potassium intake. (2017)
  • Author(s): Shoda W, Nomura N, Ando F, Mori Y, Mori T, Sohara E, Rai T, Uchida S.
  • Journal Title: Kidney Int. Volume: 91 Pages: 402-411
  • DOI: 10.1016/j.kint.2016.09.001.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] WNK4 is an Adipogenic Factor and Its Deletion Reduces Diet-Induced Obesity in Mice. (2017)
  • Author(s): Takahashi D, Mori T, Sohara E, Tanaka M, Chiga M, Inoue Y, Nomura N, Zeniya M, Ochi H, Takeda S, Suganami T, Rai T, Uchida S.
  • Journal Title: EBioMedicine. Volume: 18 Pages: 118-127
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2017.03.011.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] KLHL3 Knockout Mice Reveal the Physiological Role of KLHL3 and the Pathophysiology of Pseudohypoaldosteronism Type II Caused by Mutant KLHL3. (2017)
  • Author(s): Sasaki E, Susa K, Mori T, Isobe K, Araki Y, Inoue Y, Yoshizaki Y, Ando F, Mori Y, Mandai S, Zeniya M, Takahashi D, Nomura N, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • Journal Title: Mol Cell Biol. Volume: 37 Pages: e00508-16
  • DOI: 10.1128/MCB.00508-16.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Wnt5a induces renal AQP2 expression by activating calcineurin signalling pathway. (2016)
  • Author(s): Ando F, Sohara E, Morimoto T, Yui N, Nomura N, Kikuchi E, Takahashi D, Mori T, Vandewalle A, Rai T, Sasaki S, Kondo Y, Uchida S.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 7 Pages: 13636
  • DOI: 10.1038/ncomms13636.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Generation and analysis of KLHL3 knockout mice (2016)
  • Author(s): Emi Sasaki, Koichiro Susa, Takayasu Mori, Kiyoshi Isobe, Yuya Araki, Yuichi Inoue, Tatemitsu Rai, Shinichi Uchida, Eisei Sohara
  • Organizer: Annual Meeting of the American Society of Nephrology, Kidney Week 2016
  • Place of Presentation: Chicago（米国）
  • Year and Date: 2016-11-17 – 2016-11-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Sodium chloride suppresses interferon-gamma inducible chemokines through the JAK/STAT signaling pathway in proximal tubular epithelial cells (2016)
  • Author(s): Yohei Arai, Daiei Takahashi, Kenichi Asano, Masato Tanaka, Mayumi Oda, Shigeru B.H. Ko, Minoru S.H. Ko, Tatemitsu Rai, Shinichi Uchida, Eisei Sohara
  • Organizer: Annual Meeting of the American Society of Nephrology, Kidney Week 2016
  • Place of Presentation: Chicago（米国）
  • Year and Date: 2016-11-17 – 2016-11-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Drug Repositioning Screening for the Discovery of Inhibitors of Keap1-Nrf2 Interaction Inhibitors by Using Fluorescent Correlation Spectroscopy (2016)
  • Author(s): Yuki Yoshizaki, Takayasu Mori, Eriko Kikuchi, Daiei Takahashi, Moko Zeniya, Yuya Araki, Yutaro Mori, Fumiaki Ando, Tatemitsu Rai, Shinichi Uchida, Eisei Sohara.
  • Organizer: Annual Meeting of the American Society of Nephrology, Kidney Week 2016
  • Place of Presentation: Chicago（米国）
  • Year and Date: 2016-11-17 – 2016-11-21
  • Int'l Joint Research
• [Remarks]
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/grad/kid/index.html