klotho/megalin/NaPi2aの相互関係による新規リン代謝調節機構

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25870253
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 桑原 頌治 新潟大学, 医歯(薬)学総合研究科, 特任助教 (70645209)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: megalinとklotho代謝 / megalinとリン代謝調節

Research Abstract

生体に必須である栄養素、リン代謝恒常性維持におけるklotho関与の新たなメカニズムの解明を目的とするものとして本年度の研究を遂行した。老化関連因子であるklothoは主に腎臓遠位尿細管に発現する膜貫通領域を1つ持つ膜タンパク質で、細胞外領域が血液中を循環することが既に報告されている。申請者の研究室で、新たに作成した腎臓特異的なmegalin遺伝子の高効率ノックアウトマウスでklotho代謝に影響があることを予備的検討で発見した。研究実施計画の予定通り、予備実験で示唆された「腎臓におけるmegalinノックアウトがklotho代謝に影響を与える」という仮説が正しいかより多くの動物個体を用いて確認した。予備検討で用いた個体では血液中のklothoタンパク質レベルが増加していることは確からしいことが認められたが、その後の他の個体を用いた追加実験では確かな再現性を得ることに成功していない。しかし、ノックアウトマウスの尿を用いた解析でコントロールマウスの尿中でほとんどklothoタンパク質が検出されないが、ノックアウトマウスの尿中からklothoタンパク質が検出されることを見出し、これは再現性の確認も成功している。また腎臓におけるklotho遺伝子発現を確認したが、今のところコントロールマウスとノックアウトマウスで有意な差は見出されていない。
ノックアウトマウスにおけるリン代謝調節における影響も検討を行っている。腎臓に発現するリン輸送体NaPi2aは腎臓におけるリン代謝の中心的役割を担う。食餌中のリン濃度を上げたリン摂取負荷モデルでコントロールマウスではNaPi2aが減少するが、ノックアウトマウスではあまり食餌中リン負荷に応答して減少しないことを腎臓の免疫組織化学染色で明らかにした。
今後はこれらの発見とmegalin、klothoの関連を詳細に検討する予定である。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

動物実験で予備検討にて可能性が示された結果の1部再現が取れず、仮説の修正ないし変換を必要とするような箇所が明らかになった。しかし追加実験で1部修正すべき点以外は仮説通りである可能性を示すことが出来た。具体的にはマウスを用いた実験であるが、想定していた食餌負荷モデルを用いた研究で、まだ詳細を詰める必要はあるが仮説通りの結果を示しつつある。これは非常に結果を得るまでに時間を必要すると予想していたため、現状のデータは計画どおりないし、予定以上の推移をたどることに成功していると考える。

Strategy for Future Research Activity

これまでに得ることに成功したデータの再現性の確認がまず必要である。また、リン代謝調節において血液中のリン濃度および尿中リン排泄量を検討し、仮説通りのデータは得ているもののリン代謝に役割を果たす多くの因子が有る。これらとmegalinノックアウトマウスの関連を検討する予定である。
また、組み換え体klothoの作成を行い、培養腎近位尿細管細胞を用いて動物実験で認められた現象の機序を詳細に検討していく計画を立てている。