高血圧性心疾患発症における1次線毛構成タンパク質NPHP4の機能解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K08464
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 高橋 大 山形大学, 医学部, 講師 (90400548)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: primary cilia / NPHP4 / 初期エンドソーム / 心不全 / ITCH

Outline of Annual Research Achievements

高血圧性心疾患は、左室の圧負荷により左室リモデリングを来し、心不全発症の原因となる。当初NPHP4は1次線毛の構成蛋白質として心肥大に関連すると考えていた。しかし、成体になるにつれて１次線毛は心筋細胞では消失することがわかった。そこで、心筋細胞におけるNPHP4の局在を検証したところ、細胞膜とエンドソームに局在することがわかった。新生仔ラット心筋細胞やH9C2に対して心肥大刺激・酸化ストレスおよび炎症を惹起して検証を行った。NPHP4は、Wnt3a, Angiotensin II, ET-1, IGF-1, TNFα刺激に対して、細胞質内でタンパク質発現が増加した。一方、過酸化水素に対しては反応しなかった。mRNAレベルでの変化はなかった。NPHP4はリガンドに反応して初期エンドソームに取り込まれ細胞質にtranslocationする知見を得た。培養心筋細胞でNPHP4をknockdownするとHippo signalがonになる知見を得た。また、IGF刺激に対して、拮抗する知見も得た。NPHP4の機能を検討するために、相互作用する蛋白質として、ユビキチン転移酵素ITCHを同定した。ITCHとNPHP4は、ともにLats１やLats2と結合し、Hippo signalを調節していた。またITCHはインスリン受容体に結合配列をもつことをin silicoの解析で同定した。NPHP4ノックアウトマウスは、8週齢の段階で有意に野生型よりも体重が軽く、死亡率が高率であった。NPHP4の心組織でRNA sequenceを施行したところ、エンドサイトーシス亢進やミトコンドリア機能低下に関する遺伝子群が変動していた。TACを行ったところ、心機能が低下し、生存率が有意に悪化した。
一般住民においてNPHP4の遺伝子多型が心腎症候群や心血管イベントと関連することをまとめ、論文を発表した。