2017 Fiscal Year Research-status Report
Stimulatory effect of V-ATPase of Insulin on proximal tubules
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17K16071
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中村 元信 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (40459524)
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2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | V-ATPase / mTORC / mTORC1 / mTORC2 / NHE3 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は、インスリン(Ins)の近位尿細管（PT）におけるV-ATPase活性化のシグナル伝達経路の解明を行った。具体的には、マウスよりPT S2セグメントを単離し、その新鮮単離PTを用いて、生理的濃度(1nM)のIns刺激によるPI3K/Aktを介したPT管腔側 V-ATPase活性化を確認した。管腔側酸分泌輸送機構の評価は、申請者らが開発し報告したopen-split法を用いた。まず、mTORC1特異的阻害剤であるRapamycinを用いて検討を行った。RapamycinはInsによるV-ATPase活性亢進作用を抑制しなかった。次に、mTORC1/2阻害剤であるPP242による検討を行った。PP242は、InsによるV-ATPase活性亢進作用をほぼ完全に抑制した。このことから、InsによるV-ATPase活性亢進作用がmTORC2を介していることが示唆された。
次に、Insによる管腔側Na依存性酸分泌輸送機構について検討を行った。PT管腔側に発現しているNa/H交換輸送体(NHE)3はInsより活性亢進することを確認した。InsによるNHE3活性亢進作用はRapamycinでは抑制されず、PP242によりほぼ完全に抑制された。次に、Akt阻害剤を用いた検討を行った。AKt阻害剤VIIIによりInsによるV-ATPase活性亢進作用はほぼ完全に抑制され、NHE３活性亢進も同様にほぼ完全に抑制された。
以上のことから、InsによるPT管腔側Na依存性および非依存性酸分泌輸送機構は、mTORC2/Aktを介していることが示された。
次に、PT糖新生について検討を行った。PTの糖新生関連mRNA（PEPCK、G6Pase）は、マウス、ラットおよびヒトPTにおいて、cAMPで5-10倍に発現が亢進し、Insの添加によりほぼ完全に抑制された。si-RNA anti-Akt2およびsi-RNA anti-Raptor、si-RNA anti-Rictorにより特異的遺伝子抑制を行ったラットPTにおいて、Insによる糖新生関連遺伝子抑制効果が完全に抑制された。このことから、InsによるPT糖新生はAkt2、mTORC1およびmTORC2が関与していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
InsによるV-ATPase活性亢進作用とNHE3活性亢進作用がmTORC2を介していることが示唆され、近位尿細管におけるInsによる管腔側酸輸送機構がmTORC2経路を介していることが明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度にはインスリン抵抗性モデルマウスを使用し、同様の検討を行う。つぎに、管腔側における主要なNa輸送体と考えられているNa/H交換輸送体NHE3のtrafickingを指標として評価を行う。
管腔側輸送体調節機構におけるV-ATPase活性化の特異的役割については、基底側NBCe1活性に対するインスリン作用の変化を指標に確認する。
次に、抗NHE3抗体を用いた免疫染色を行い、コンフォーカル顕微鏡(Leica TCS SP5)を用いてまずインスリンのPI3Kを介したNHE3 trafficking亢進作用を確認する。
次に阻害剤またはsiRNAを用いて、このインスリン作用におけるV-ATPase活性化の意義について検証する。
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| Causes of Carryover |
施設の動物実験環境整備のため、動物実験関連の物品費の支出が予定より少なかった。また、学会発表費用も学会奨励金が授与されたため、予定より支出が少なかった。
次年度において動物実験が増える予定であり、学会発表および論文投稿関連に使用する見込みである。
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[Presentation] Stimulation of proximal tubule sodium transport by insulin is mediated via Akt2/mTORC2 pathway2018
Author(s)
Motonobu Nakamura, Masashi Suzuki, Nobuhiko Satoh, Atsushi Suzuki, Hiroyuki Tsukada, George Seki, Yusuke Sato, Yukio Homma, Shoko Horita, Masaomi Nangaku
Organizer
International Society of Nephrology, Frontiers meeting 2018 Tokyo
Int'l Joint Research
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[Presentation] Insulin suppresses gluconeogenesis in renal proximal tubules via IRS1/Akt2/mTORC pathway.2017
Author(s)
Motonobu Nakamura, Masashi Suzuki, Nobuhiko Satoh, Atsushi Suzuki, Hiroyuki Tsukada, George Seki, Yusuke Sato, Yukio Homma, Shoko Horita, Masaomi Nangaku
Organizer
Kidney Week 2017: American Society of Nephrology Annual Meeting Newolins, New Orleans U.S.A.
Int'l Joint Research
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