2022 Fiscal Year Research-status Report

オーファン受容体Adgrf5による糸球体濾過障壁の恒常性維持機構の解明

Research Project

Project/Area Number	21K06167
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	中村信大東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (80361765)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	GPCR / 血管内皮 / 腎臓 / 糸球体
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、糸球体血管内皮細胞におけるAdgrf5の作用機構をshear stress応答に着目してその細胞内情報伝達経路を明らかにし，Adgrf5シグナリングが関与する濾過障壁の構造維持とその異常による病態発症の分子機構を解明すること目的としている。今年度は、１）Shear stress応答時のAdgrf5シグナリングの解明と２）血管内皮透過性に関与する細胞構造体への影響の解明にむけて解析を行った。１）については、前年度にADGRF5とshear stress応答との関係を見いだせなかったが、その後の解析によってADGRF5をの発現量の高い安定発現株を作製したところ、ERK1/2のリン酸化が定常状態で上昇することを認めた。このリン酸化はADGRF5をノックダウンすると低下したことから特異性があるものと判断した。さらに、この細胞株に対してシェアストレス刺激を与えると、コントロール細胞に比べてERK1/2のリン酸化応答が長時間持続することを認めた。以上の結果から、ADGRF5はシェアストレスによる細胞応答を増強する効果があることが示唆された。２）については、腎臓切片に対してトマトレクチンを用いたグリコカリックスの染色を行ったところ、ADGRF5欠損マウスでは野生型マウスに比べて毛細血管内皮における染色強度が弱かった。また、定量PCR解析によって糸球体内のMMP-9（グリコカリックスを分解することで知られる）の遺伝子発現量がADGRF5欠損マウスで低下していた。前年度のグリコカリックス構成分子の遺伝子発現低下と併せると、ADGRF5欠損によりグリコカリックス形成不全が生じて糸球体濾過障壁の機能異常が引き起こされているものと考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 計画書に記載した、ADGRF5とシェアストレスとの関係性を示して細胞内シグナル伝達経路の一部解明ができ、またADGRF5の糸球体濾過障壁の機能異常の分子メカニズムの一端を明らかにすることができたため。
Strategy for Future Research Activity	今後はADGRF5の安定発現細胞を用いたシグナリングの解析を続けていき、活性化機構およびシグナリング経路の詳細（Gタンパク質の種類の特定など）について明らかにする。活性化機構は、前年度に同定したリガンドであるFNDC4による活性化とは別に自己切断による自己活性化が提唱されており、どちらがより生理条件に近い活性化機構なのかを明らかにする必要がある。上記でシグナル経路が明らかにされればそれを指標に、安定発現細胞株や初代血管内皮細胞を用いた活性化に関するin vitro解析を行いたい。また、ADGRF5のターゲット遺伝子の探索を行い、濾過障壁機能や血管機能にADGRF5がどのように関わっているかを明らかにする。具体的には、シェアストレスの有無による遺伝子発現の違いをRNAseqなどによって解析することを考えている。
Causes of Carryover	今年度予算は研究遂行のために計画的に使用したが、次年度予定している遺伝子発現比較解析を行うために今年度の助成金の一部を次年度分の助成金と合わせて使用したいと考えている。