心腎連関に果たす低酸素転写調節因子HIFの糖化修飾異常の役割の解明

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20890053
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 田中 哲洋 The University of Tokyo, 医学部付属病院, 医員 (90508079)
• Keywords: 心腎連関 / HIF / 糖化修飾

Research Abstract

本研究では、臨床的に広く認知されている心腎連関の現象に対し、(1)慢性腎障害患者にてしばしば認められるタンパクの糖化異常が、(2)低酸素応答性転写因子HIF(Hypoxia-Inducible Factor)の機能的減弱をもたらし、(3)低酸素組織障害を増悪させる、という仮説に対して分子生物学的検討を行った。Methylglyoxal(MG)は代謝の過程で産生される極めて細胞毒性の強い副産物で、慢性腎不全状態において生体内に蓄積され、リジン/アルギニン修飾を介してAGE s (Advanced Glycation End Products)の形成に関与している。そこでまず、MGがHIF応答性luciferaseレポーター遺伝子(HREluc)の低酸素発現誘導に及ぼす影響を調べた。今回、複数の細胞種(HeLa,HepG2,HK-2,A549)において検討を行ったが、同レポーターに対するMGの影響は認められなかった。また、代表的なHIFターゲット遺伝子であるエリスロポイエチンのエンハンサー領域に対する影響も調べたが、同様にMGの影響は見られなかった。さらにはWestern blot法にてHIF-1αの発現状況も調べたが(HeLa,HK-2)、その発現レベルはMGによって影響されなかった。
一方で近年、HIFの機能的減弱は高血糖状況下においても観察されることが報告されている。高血糖環境はMGが産出され、生理的/機能的役割を果たす場でもあることから、次に高血糖そのものがHIFの発現・機能に果たす影響を検討した。HIF-1αタンパクの現量は高血糖による影響を認めなかった一方で、HIFの転写活性能の指標としてのHRElucレポーターアッセイでは、細胞種・実験条件依存的ながら最大20%前後の転写活性能の変動を認めた。