2021 Fiscal Year Research-status Report

Regulation of neural differentiation in Wnt signaling by WNK.

Research Project

Project/Area Number	21K06165
Research Institution	Tokyo Medical and Dental University
Principal Investigator	澁谷浩司東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (30261324)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	WNK1 / HSN2 / HSANII / 神経分化 / GSK3β / LHX8
Outline of Annual Research Achievements	我々は高血圧症PHAII原因遺伝子With no lysine kinase 1 (WNK1) の解析から生体内において、WNK→SPAK/OSR1→共輸送体というシグナル伝達経路が腎臓における血圧調整に関与することを示してきた。一方、WNK1/HSN2遺伝子は神経特異的スプライスバリアントであり、その変異により遺伝性知覚ニューロパチー（HSANII）の原因遺伝子となる。しかしながら、その発症機構は不明となっていることから、WNK1/HSN2遺伝子の神経系における機能を解明するため、解析を進めた。本年度は、HSN2がoxidative stress responsive kinase 1 (OSR1)の活性化とglycogen synthase kinase 3β (GSK3β)を介して神経分化を調節していることを見出した。また、HSN2-OSR1およびHSN2-GSK3βシグナル伝達は、コリン作動性神経機能の重要な調節因子であるLIM homeobox 8 (Lhx8)遺伝子の発現を誘導した。これらのことはWNK1と同様にHSN2-OSR1/GSK3β-LHX8経路が神経分化にとって重要であることを示している。さらに、HSANII患者で報告されているHSN2変異体を用いた解析により、STE20/SPS1-related proline-alanine-rich protein kinase (SPAK) およびOSR1の活性化とLHX8遺伝子の発現誘導が抑制されることを見出した。興味深いことに、HSN2変異体は、野生型HSN2とGSK3βの間の相互作用を防ぐことによって神経分化を抑制していることがわかった。これらの結果は、HSN2変異体がHSN2および/またはWNK1経路のGSK3βを介して神経分化の調節不全を引き起こすことを示している。なお、本研究内容は論文投稿に向けて準備中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason WNK/HSN2シグナルにおいてGSK3βや転写因子Lhx8との関係を明らかにできたこと、また、HSANII患者で報告されているHSN2変異体を用いた解析から神経分化における役割を明らかにできたことから、今後の解析を進めることにより、これらのシグナル系による詳細なHSANII発症機構も明らかにできると思われる。
Strategy for Future Research Activity	培養細胞系を用いたWNK/HSN2シグナルの神経分化に関する解析を進め、早期に論文投稿を進める一方で、WNKとWntシグナルにおけるβ-catenin分子との関係についても解析が進んでいることから、これらシグナル伝達の制御機構を重点的に進め、WNK遺伝子の神経分化における役割を明らかにしていく。