2022 Fiscal Year Research-status Report

アクアポリン２を介した甲状腺ホルモンの体液調節機構の研究

Research Project

Project/Area Number	21K08226
Research Institution	Hamamatsu University School of Medicine
Principal Investigator	松下明生浜松医科大学, 医学部, 助教 (50402269)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐々木茂和浜松医科大学, 医学部附属病院, 講師 (20303547)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	甲状腺ホルモン受容体 / アクアポリン2 / 転写制御 / GATA2 / 抗利尿ホルモン
Outline of Annual Research Achievements	アクアポリン2(AQP2)は腎集合管に発現し抗利尿ホルモンの刺激により細胞膜表面に発現して水の再吸収に働き尿量を調節する水チャンネル分子である。最近AQP2遺伝子を活性化し蛋白発現を増やす転写因子としてGATA2の重要性が報告され、腎集合管特異的にGATA2発現を欠失したノックアウトマウスでAQP2の発現が消失し腎性尿崩症を発症することが報告されている。我々は以前にTSHβ鎖遺伝子、preproTRH遺伝子、2型脱ヨード酵素遺伝子などで甲状腺ホルモン受容体(TR)とGATA2が相互作用することで転写発現を負に調節していることを報告しており、同様の機序で甲状腺ホルモン(T3)がAQP2の発現量を負に制御していると考え検討を行った。腎臓由来の培養細胞にTRとGATA2を発現プラスミドを用いて一時的に導入し、AQP2遺伝子の転写活性を調べると、T3なしの状態で活性化され、T3を添加すると転写が抑えられることが確認できた。抗利尿ホルモンであるDDAVPはGATA2によるAQP2の転写活性化を相乗的に増強したが、DDAVPに拮抗してT3はAQP2の転写を抑制した。AQP2遺伝子プロモーター上のGATA2の結合配列を破壊するとT3/TRによるAQP2の転写制御が消失した一方、DDAVPシグナルの下流にあるCREB結合配列を破壊した場合にはT3/TRの転写制御は保たれていた。このことからAQP2遺伝子の転写調節におけるGATA2とTRの相互作用の重要性が確認できた。甲状腺機能低下状態ではT3/TRによるAQP2転写抑制がなくなり、AQP2が高発現することで抗利尿効果が強まり、水貯留傾向となると考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason サル腎臓由来CV-1細胞とマウス腎集合管由来mIMCD-3への遺伝子導入実験により、バソプレッシン(DDAVP)とGATA2はアクアポリン2(AQP2)遺伝子の転写を相乗的に活性化し、甲状腺ホルモン受容体(TR)はT3依存性にAQP2の転写を抑制することが確認できた。この実験系でGATA結合配列を破壊するとT3/TRによるAQP2の転写制御が消失したことから、AQP2遺伝子の転写調節にTRとGATA2の相互作用が重要であることが示された。マウスの腎臓を用いた免疫染色で腎集合管細胞にはTRのアイソフォームのうちTRα1がAQP2と共発現していることが確認できた。AQP2遺伝子の転写発現を活性化するGATA2をTRα1がT3依存性に転写抑制するモデルを考え検討を行っている。
Strategy for Future Research Activity	GATA2の転写活性化はプロテインキナーゼC(PKC)を介して増強されることを確認しており、腎集合管細胞におけるGATA2の作用を内因性に活性化する因子としてアンジオテンシンII受容体(AT1)～PKC系を介した経路が考えられる。甲状腺ホルモンとAT1-PKC系の相互作用の検討を行う予定である。
Causes of Carryover	2021年度に購入した試薬等の消耗品が残っており、2022年度は物品費の支払いが当初予定より少なくなり、次年度使用額が生じた。本年度引き続き遺伝子発現解析を継続するための物品の購入費に充てる予定である。