2012 Fiscal Year Research-status Report
ＲＸＲの異常修飾に伴う細胞増殖亢進を介した新規嚢胞形成機序の解析と抑制効果の検証
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24790393
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
釘田 雅則 藤田保健衛生大学, 疾患モデル教育研究センター, 助教 (50440681)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 多発性嚢胞腎症 / RXR |
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| Research Abstract |
申請者らは、多発性嚢胞腎症 (PKD) モデル動物Cyラットの初期嚢胞腎を用いて遺伝子発現の網羅的解析を行ない、リガンド依存的核内受容体であるretinoid X receptor (RXR) を介した情報伝達経路が嚢胞形成に関与していることを示唆した。また、+/+ラットの腎臓では45kDa RXRが蓄積しているのに対して、Cy/+ラットの嚢胞腎では45kDa RXRだけでなく53kDa RXRも蓄積しているという知見を得ている。これはCy/+ラットにおいて53kDa RXRの分解が正常に行われていないことを示唆している。さらに、この特徴はCyラットだけではなく他のPKDモデル動物PCKラット、jckマウスにおいても見られる。以上のことより、RXRの代謝異常と嚢胞形成との関連性を検証することとした。
平成24年度は、RXRの異常修飾の解析を行ない、 (1) +/+ラットの腎臓では核分画と細胞質分画の両方に45kDa RXRが存在するが、Cy/+ラットの腎臓では、細胞質分画に45kDa RXRが存在し、核分画に53kDa RXRが存在する、 (2) 53kDa RXRのみリン酸化されている、 (3) 53kDa RXRはセリン、スレニオンがリン酸化されており、その内少なくとも260番目のセリン、82番目のスレオニンがリン酸化されている、 (4) RXRの分解にはシステインプロテアーゼが関与しているという新知見を得た。
これらの特徴は、肝癌にて報告されているRXRの異常修飾と類似している。肝癌では異常修飾によりリン酸化RXRが蓄積することにより細胞増殖の異常亢進が起きている。それゆえ、嚢胞腎においても肝癌同様RXRの異常修飾により細胞増殖の異常亢進が起きていると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究における目的は、 (1) 嚢胞腎におけるRXRの異常修飾の解明、 (2) RXRの異常修飾機序の解明、 (3) RXRの異常修飾と嚢胞形成との関連性の実証およびその改善の3つからなる。平成24年度の研究により、嚢胞腎におけるRXRの異常修飾（53kDa RXRのリン酸化および核への局在、システインプロテアーゼによるRXRの分解）が解明され、 (1) 嚢胞腎におけるRXRの異常修飾の解明という目的はほぼ達成されたと考えられる。
また、平成25年度の研究目的である(2) RXRの異常修飾機序の解明に向けて、ヒトの嚢胞腎の不死化細胞、RXRの260番目のセリン、82番目のスレオニンをそれぞれ、もしくは両方をアラニン（非リン酸化を誘導）に置換したコンストラクト、同様にアスパラギン酸（恒常的なリン酸化を誘導）に置換したコンストラクトを用意しており、平成25年度も速やかに研究が行えると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
肝癌では、 (1) RXRの260番目のセリンはRas/MAPK経路によってリン酸化されていること、 (2) RXRの分解にはシステインプロテアーゼであるカルパイン、もしくはカテプシンが関与していること、 (3) リン酸化RXRの蓄積は細胞増殖の異常亢進を起こすこと、 (4) これを改善するにはRXRのリン酸化を抑制することが重要であること、RXRのリガンドを併用すると改善効率があがることが報告されている。
平成25年度は、ヒトの嚢胞腎の不死化細胞、RXRの260番目のセリンと82番目のスレオニンをアラニン（非リン酸化を誘導）もしくはアスパラギン酸（恒常的なリン酸化を誘導）に置換した各種コンストラクト、Ras/MAPK経路のリン酸化阻害剤、カルパインおよびカテプシン阻害剤、RXRのリガンドを使用して、上記の (1) ～ (4) が嚢胞腎にも当てはまるかを検証する。
嚢胞腎におけるRXRの異常修飾機序が肝癌の機序と異なる場合は、Ras/MAPK経路以外のリン酸化経路、カルパイン、カテプシン以外のシステインプロテアーゼについて検討を行う。
(4) の検証により、嚢胞腎においてもRXRのリン酸化抑制が病態改善につながり、その改善効果はRXRのリガンドを併用することにより高くなることが期待される。平成25年度の後半にはPKDモデル動物に薬剤（リン酸化阻害剤）とRXRのリガンドを併用して投与を行ない、病態抑制効果を検証する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初の計画では、多発性嚢胞腎症のモデル動物であるCyラットの嚢胞腎におけるRXRの異常修飾を解明した後、細胞を用いる研究に移行していく予定であった。しかしながら、Cyラットの繁殖効率が悪く、当初予定していたようにCyラットを研究に使用できなかった。また、RXRの異常修飾を解析するためにCyラットが16週齢以上になる必要があった。そのため、平成24年度は嚢胞腎におけるRXRの異常修飾の解明までとなり、細胞を用いる研究（リン酸化RXRがプロテアーゼ耐性を獲得するのか、また細胞増殖を亢進させるのかの検証）に移行できなかった。ただし、ヒトの嚢胞腎の不死化細胞およびRXRの各種変異コンストラクトは既に用意しており、平成25年度は速やかに細胞を用いた研究が行える状況にある。
平成25年度は、当初の計画通り細胞を用いてRXRのリン酸化酵素の同定などを行うとともに、平成24年度に行えなかったリン酸化RXRがプロテアーゼ耐性を獲得するのか、また細胞増殖を亢進させるのかの検証も合わせて行う。
Cyラットの繁殖効率が悪いことから、繁殖規模を大きくし、将来の投与実験用の動物を確保する。
次年度に得られる成果も学会等で発表を行ない、その成果を社会・国民に随時発信する。
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[Journal Article] Global Gene Expression Profiling in PPAR-γ Agonist-Treated Kidneys in an Orthologous Rat Model of Human Autosomal Recessive Polycystic Kidney Disease.2012
Author(s)
Yoshihara D, Kugita M, Yamaguchi T, Aukema HM, Kurahashi H, Morita M, Hiki Y, Calvet JP, Wallace DP, Toyohara T, Abe T, Nagao S.
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Journal Title
PPAR Research
Volume: Vol.2012
Pages: 695898
DOI
Peer Reviewed
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