Role of proximal tubular Klotho in regulation of phosphate and vitamin D metabolism

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K08340
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 深川 雅史 東海大学, 医学部, 教授 (00211516)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 駒場 大峰 東海大学, 医学部, 准教授 (60437481)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: Klotho / FGF23 / 近位尿細管

Outline of Annual Research Achievements

腎尿細管細胞に発現するKlothoは，細胞膜においてfibroblast growth factor（FGF）受容体と複合体を形成し，骨細胞より分泌されるFGF23の受容体として機能する。FGF23の主たる生理作用は，近位尿細管においてリン再吸収を抑制することであるが，Klothoは遠位尿細管と比較し近位尿細管には僅かしか発現しておらず，FGF23が生理作用を発揮する機序は明らかではない。また近年，Klothoが腎保護作用など多面的な作用を有することが示されているが，これに関しても十分な確証は得られていない。そこで本研究では，近位尿細管特異的Klotho過剰発現マウスを作製し，近位尿細管に発現するKlothoのリン・ビタミンD代謝における生理的な役割を明らかにする。さらに本マウスに腎虚血再灌流障害を誘導し，近位尿細管に発現するKlothoの腎保護作用に関しても検討を行う。
近位尿細管特異的Klotho過剰発現マウスは，Cre-loxP部位特異的組換え法を用いて作成する。このためにはまず，Klotho-loxPマウス（ROSA26領域にCAG-loxP-STOP-loxP-Klothoがノックインされたマウス）が必要となる。本マウスの作製には既に成功しており，本研究のために安定した系統維持ができている。ついでこのKlotho-loxPマウスをSlc34a1-Creマウス（Slc34a1tm1(EGFP/cre/ERT2)Bhum）と交配させることにより，近位尿細管特異的Klotho過剰発現マウスを誕生させる計画である。本年度はSlc34a1-Creマウスを入手するため，遺伝子組換え実験計画書と動物実験計画書を申請し，承認を得た。現在，Jackson Laboratoryに本マウスを発注しており，次年度には動物実験を開始できる見込みである。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

近位尿細管特異的Klotho過剰発現マウスを作製するために必要となるKlotho-loxPマウスの作製には既に成功しており，系統維持を行っている。Slc34a1-Creマウスを入手するための学内手続きも完了し，Jackson Laboratoryに本マウスを発注している。

Strategy for Future Research Activity

Slc34a1-Creマウスを入手次第，Klotho-loxPマウスと交配し，可及的速やかに近位尿細管特異的Klotho過剰発現マウスを作製する。まずはこのマウスにおいてKlothoが近位尿細管特異的に過剰発現していることを確認する。ついでこのマウスのリン・ビタミンD代謝や骨組織におけるFGF23産生などを解析し，生理的ミネラル代謝に及ぼす影響を検討する計画である。

Causes of Carryover

当初の計画では2022年度中にJackson LaboratoryよりSlc34a1-Creマウスを入手する予定であったが，年度内に納品されなかったため，その支払いを年度内に行うことができなかった。このため，その一部をKlotho-loxPマウスを維持するための消耗品などの購入費用に使用し，残額は次年度のSlc34a1-Creマウスの購入費用の一部に使用する計画である。