Role of protein O-GlcNAcylation in pathogenesis of diabetic kidney disease

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K08724
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: 金崎 雅美 滋賀医科大学, 医学部, 講師 (30402720)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 糖尿病性腎臓病 / 糖鎖修飾

Outline of Annual Research Achievements

あらゆる細胞は細胞外栄養環境の変化を察知し、その代謝応答を行い生命維持、機能維持を行っている。そのため、細胞内には外的な栄養状況の変化を探知するための栄養シグナルセンサーが備わっている。本研究では、その細胞内栄養感知機構の一つと言われているO-GlcNAc修飾に着目し、「OGlcNAc修飾が腎構成細胞の機能調整に関わる」との仮説のもとに以下の検討を行った。本年度は特にポドサイトにおけるOGlcNAc修飾の役割について検証した。共同研究者であるHanover JA博士（NIH）が作製したOGA-Floxマウスとポドサイト特異的Creマウスとの交配を行い、ポドサイト特異的OGA欠損マウスを作製し、その表現系を解析した。これによりO-GlcNAc修飾のGain-of-functionが細胞機能や生命維持に及ぼす影響を検討することができた。ポドサイト特異的OGA欠損マウスは野生型マウスに比べても正常の生存率を示し、通常の飼育状況においては特に大きな異常を認めることはなかった。過去に我々は、ポドサイト特異的OGT欠損マウスの解析により、、ポドサイト特異的なOGlcNAc修飾の欠損が顕著なポドサイト 障害を呈することを報告しているが、今回の結果から、OGlcNAc修飾のLoss-of-functionはポドサイト機能に重大影響を及ぼす一方で、Gain-of-functionでは何ら異常が起きないことが証明された。このように正常飼育状況においては、ポドサイト特異的OGA欠損マウスがなんら表現系を示さなかったことから、現在、これらのマウスに対し糖尿病状態を誘導し、糖尿病性腎臓病におけるO-GlcNAc修飾のGain-of-functionの役割について検証を開始した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

実験計画通りに進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

①細胞特異的OGA欠損マウスを用いた腎O-GlcNAc修飾の生理的役割の解明を行う。共同研究者であるHanover JA博士（NIH）が作製したOGA-Floxマウスを用い、尿細管特異的Creマウスとの交配を行い、尿細管特異的OGA欠損マウス作製を行い、その表現系を解析する。これによりOGlcNAc修飾のGain-of-functionが細胞機能や生命維持に及ぼす影響を検討することが可能となる。
② OGT・OGAのGain-of-functionならびにLoss-of-functionがDKD進展に及ぼす影響を検討する。ポドサイトならびに近位尿細管特異的OGT欠損マウス、OGA欠損マウスを作製し、ストレプトゾトシン誘発１型糖尿病モデル、高脂肪食負荷肥満２型糖尿病モデルを惹起し、それぞれ、ポドサイト障害、近位尿細管障害の進展の程度を比較検討し、O-GlcNAc修飾のLoss-of-functionならびにGain-of-functionがDKD進展に及ぼす影響を検討する。