Clarification of routes and molecular mechanisms underlying fatty acid uptake by tubular epithelial cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K08878
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: Iso Tatsuya 群馬大学, 大学院医学系研究科, 非常勤講師 (10400756)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 腎臓 / 脂肪酸 / 近位尿細管上皮細胞 / ネフロン / CD36

Outline of Final Research Achievements

We investigated how fatty acids (FAs) are taken up by tubular epithelial cells (TECs) in mice by using in vivo FA tracing and histological methods. CD36, a well-known FA transporter, was abundantly expressed on the basolateral side of proximal TECs (PTECs). The uptake of 125I-BMIPP (a radiolabeled FA tracer) was significantly reduced in CD36-knockout kidneys shortly after injection. In vivo imaging with multiphoton microscopy revealed that BODIPY-C12 (a fluorescence-labeled FA tracer) accumulated on both the basolateral and apical sides of PTECs. Numerous lipid droplets accumulated in PTECs after accelerated lipolysis. Furthermore, PTEC-specific injury resulted in a compensatory increase in lipid accumulation in downstream TECs. Importantly, urinary FAs were undetectable, even in mice and humans with remarkable albuminuria. Our data demonstrate that renal TECs take up FAs from blood (CD36-dependent) and primary urine (CD36-independent) and can store excess FAs as neutral lipids.

Free Research Field

代謝および代謝学関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

腎臓の脂肪酸取り込み機構が不明だったのには、大きく3つの要因があると思われる。一つ目は、原尿（管腔側）からの恒常的な脂肪酸取り込みの可能性について想定されてこなかったためである。2つ目は、アルブミンが恒常的に糸球体を一定程度通過するにも関わらず、それに伴う脂肪酸の原尿中への濾過の可能性について十分認知されてこなかったためである。3つ目は、二方向からの脂肪酸取り込みがあるため、一方の脂肪酸取り込み障害があっても、もう一方の取り込み増加によってマスクされてしまうからである。本申請課題は、これまでほとんど不明であった、腎臓の脂肪酸取り込み機構の全容解明に大きく貢献する独創性の高い重要な研究である。