アクアポリン２の尿中排泄のメカニズムと生理学的役割の解明

• 研究課題/領域番号: 15K09301
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 腎臓内科学
• 研究機関: 明治薬科大学
• 研究代表者: 佐々木 成 明治薬科大学, 薬学部, 客員研究員 (60170677)
• 研究分担者: 田中 靖子 明治薬科大学, 薬学部, 講師 (20386452) ; 石橋 賢一 明治薬科大学, 薬学部, 教授 (80223022)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: アクアポリン / 水代謝 / 尿濃縮 / エクソソーム / 腎臓 / バソプレシン / 膜輸送 / 水透過性 / 水チャネル / バイオマーカー / 水電解質

研究成果の概要

アクアポリン２（AQP2）は腎集合管水チャネルで尿濃縮に必須の役割を果たす。AQP2は尿中へ排泄されるが、その生理的役割と分泌メカニズムは不明であった。
本研究により、１）尿AQP2の80%はendocytosis-MVB系を介してエクソソームとして排泄される、２）ELISA測定には、エクソソーム膜を破壊することが必要である、３）尿AQP2測定は臨床の水代謝疾患で有用なバイオマーカーである、４）エクソソームに存在するAQP2は水チャネル機能を保持している、５）尿AQP2排泄はバソプレシン反応性に増加し、そのメカニズムは転写活性、トラフッキングとAQP2のリン酸化が関与している、が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的にはエクソソームに存在する膜タンパクが本来の機能を保持していること示したことが注目される。エクソソームの生体での新しい役割が今後明らかになるだろう。
社会的にはAQP2の臨床応用に耐えるELISA測定法の確立は意義深い。今後臨床応用が進むことが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] AQP2 in human urine is predominantly localized to exosomes with preserved water channel activities (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyazawa Yuko、Mikami Saki、Yamamoto Keiko、Sakai Masaki、Saito Tatsuya、Yamamoto Tadashi、Ishibashi Kenichi、Sasaki Sei
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Nephrology 巻: 22 号: 4 ページ: 782-788
  • DOI: 10.1007/s10157-018-1538-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AKAPs-PKA disruptors increase AQP2 activity independently of vasopressin in a model of nephrogenic diabetes insipidus (2018)
  • 著者名/発表者名: Ando Fumiaki、Mori Shuichi、Yui Naofumi、Morimoto Tetsuji、Nomura Naohiro、Sohara Eisei、Rai Tatemitsu、Sasaki Sei、Kondo Yoshiaki、Kagechika Hiroyuki、Uchida Shinichi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 号: 1 ページ: 1411-1411
  • DOI: 10.1038/s41467-018-03771-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ser-261 phospho-regulation is involved in pS256 and pS269-mediated aquaporin-2 apical translocation (2017)
  • 著者名/発表者名: Yui Naofumi、Ando Fumiaki、Sasaki Sei、Uchida Shinichi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 490 号: 3 ページ: 1039-1044
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.06.162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alkali treatment stabilizes fluctuations of urine AQP2 values measured by ELISA (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Sasaki, Y. Saijo, Y. Ohmoto, F. Iwata, D. Koga, K. Katsuragi
  • 雑誌名: ClinExpNephrol 巻: 20 号: 3 ページ: 450-455
  • DOI: 10.1007/s10157-015-1176-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Disruption of Membranes of Extracellular Vesicles Is Necessary for ELISA Determination of Urine AQP2: Proof of Disruption and Epitopes of AQP2 Antibodies (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Nameta, Y. Saijo, Y. Ohmoto, K. Katsuragi, K. Yamamoto, T. Yamamoto, K. Ishibashi, S. Sasaki
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 17 号: 10 ページ: 1634-1634
  • DOI: 10.3390/ijms17101634
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Wnt5a induces renal AQP2 expression by activating calcineurin signalling pathway. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ando F, Sohara E, Morimoto T, Yui N, Nomura N, Kikuchi E, Takahashi D, Mori T, Vandewalle A, Rai T, Sasaki S, Kondo Y, Uchida S.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 7 号: 1 ページ: 13636-13636
  • DOI: 10.1038/ncomms13636
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Urinary excretion of the water channel aquaporin 2 correlated with the pharmacological effect of tolvaptan in cirrhotic patients with ascites (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi H, Kurosaki M, Hosokawa T, Takahashi Y, Itakura J, Suzuki S, Yasui Y, Tamaki N, Nakakuki N, Takada H, Higuchi M, Komiyama Y, Yoshida T, Takaura K, Hayashi T, Kuwabara K, Sasaki S, Izumi N
  • 雑誌名: Gastroenterol. 2015 Nov 26. [Epub ahead of print] 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 620-627
  • DOI: 10.1007/s00535-015-1143-3
  • 査読あり
• [学会発表] Phosphorylation of Ser261 and dephosphorylation of Ser269 is important for urinary excretion of AQP2. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sasaki S, Sakai M, Mizumura H, Matsumoto T, Noda Y, Yui N, Ishibashi K.
  • 学会等名: 51th Annual Meeting of American Society of Nephrology.
  • 国際学会
• [学会発表] Functional and proteinous characterization of AQP2-rich extracellular vesicles in human urine. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mikami S, MiyazawaY, Sakai M, Saito T, Tanaka Y, Yamamoto K, Yamamoto T, Ishibashi K, Sasaki S
  • 学会等名: 54th ERA-EDTA Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Proteomics and water channel function of AQP2-rich extracellular vesicles in human urine. (2017)
  • 著者名/発表者名: MiyazawaY, Mikami S, Sakai M, Saito T, Ishibashi K, Sasaki S
  • 学会等名: 50th Annual Meeting of American Society of Nephrology
  • 国際学会
• [学会発表] 尿中AQP2の基礎的臨床的検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三上早紀、宮澤優子、斉藤達也、田中靖子、佐藤恵子、野田裕美、山本恵子、山本格、石橋賢一、佐々木成
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] Urine AQP2 Comes from Exosome Pathway and Represents a Long-term Regulation of Vasopressin (2016)
  • 著者名/発表者名: Sei Sasaki1, Yoko Saijo, Yasukazu Ohmoto, Kiyonori Katsuragi, Kenichi Ishibashi, Keiko Yamamoto, Tadashi Yamamoto
  • 学会等名: 2016年アメリカ腎臓学会
  • 発表場所: マコーミック会議場(シカゴ)
  • 年月日: 2016-11-18
  • 国際学会
• [学会発表] 尿中AQP2排泄機序の基礎的検討：エクソソームとトラフィッキング (2016)
  • 著者名/発表者名: 酒井柾、高橋由衣、田中靖子、石橋賢一、佐々木成、 行田正晃、山本恵子、山本格
  • 学会等名: 第５９回日本腎臓学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-06-18
• [学会発表] Urine Aquaporin-2: Improvement in ELISA Measurements by alkali pre-treatment and mechanisms of the secretion (2015)
  • 著者名/発表者名: Sei Sasaki, Saijo Y, Ohmoto Y, Iwata F, Koga D, Shimada T, Sakai M, Takahashi Y, Tanaka Y, Ishibashi K, Katsuragi K
  • 学会等名: アメリカ腎臓学会
  • 発表場所: サンディエゴ （アメリカ）
  • 年月日: 2015-11-07
  • 国際学会
• [学会発表] Cross-talk between bedside and bench of AQP2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Sei Sasaki
  • 学会等名: Second World Congress on Water Channel Proteins
  • 発表場所: クルジェナポカ （ルーマニア）
  • 年月日: 2015-05-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 明治薬科大学病態生理学
  • URL: https://www.my-pharm.ac.jp/education/kdb/lab/labo_3.html