塩分摂取がKLHL3を調節するメカニズムの解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K19445
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 須佐 紘一郎 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 非常勤講師 (50735842)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 塩分感受性 / 高血圧 / WNKキナーゼ / リン酸化

研究実績の概要

本研究では、KLHL3がどのような調節を受けているかを詳細に検討し、この系の未知の部分である、塩分摂取とKLHL3を結ぶ部分の全容を解明に近づけることを目標とした。
1.レニン-アンジオテンシン-アルドステロン系によるKLHL3の発現や転写の影響の解析を行った。マウスにアンジオテンシンII、アルドステロン、及びその阻害剤を投与したところ、KLHL3の蛋白発現や転写活性に明らかな変化は認めず、これらの因子にKLHL3が制御を受けるという証拠は得られなかった。
2. KLHL3の機能調節へのリン酸化の関与及び生理的意義について解析した。培養細胞にWNKキナーゼとKLHL3を共発現させたうえで免疫沈降やkinase assayなどを行い検討した。この結果、KLHL3はリン酸化によってWNK4との結合能が減少すること、このリン酸化はPKA及びAktによって制御されることを解明した。これはインスリンやバソプレシンによるWNKシグナル制御の生理的メカニズムの一部分と考えられ、Biochemical and Biophysical Research Communications誌に成果を発表した。
3. 腎におけるWNK-OSR1/SPAK-NCCカスケードにおいて、主にWNK1とWNK4が関与していることは確認されているものの、このどちらが支配的なのかは不明であった。そこで、WNK4ノックアウトマウスとPHAIIモデルマウスであるKLHL3(R528H/+)マウスを交配し、WNK4(-/-)KLHL3(R528H/+)マウスを作製した。このマウスはWNK1が増加していたにも関わらずOSR1、SPAK、NCCのリン酸化は著明に低下しており、WNK1単独では本カスケードを活性化できず、WNK4が活性化に必須であることを証明した。この成果については米国腎臓学会で発表し、現在投稿準備中である。

研究成果

• [雑誌論文] Impaired degradation of WNK by Akt and PKA phosphorylation of KLHL3 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshizaki Yuki, Mori Yutaro, Tsuzaki Yoshihito, Mori Takayasu, Nomura Naohiro, Wakabayashi Mai, Takahashi Daiei, Zeniya Moko, Kikuchi Eriko, Araki Yuya, Ando Fumiaki, Isobe Kiyoshi, Nishida Hidenori, Ohta Akihito, Susa Koichiro, Inoue Yuichi, Chiga Motoko, Rai Tatemitsu, Sasaki Sei, Uchida, Shinichi, Sohara Eisei
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 467 ページ: 229-234
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.09.184
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 変異KLHL3による偽性低アルドステロン症II型の発症にはWNK4が必要である (2016)
  • 著者名/発表者名: 須佐紘一郎、蘇原映誠、高橋大栄、頼建光、内田信一
  • 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（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-18
• [学会発表] The Major Contribution of WNK4 to the Pathogenesis of Pseudohypoaldosteronism Type II (PHAII) Caused by the KLHL3 Mutation R528H (2015)
  • 著者名/発表者名: Susa Koichiro, Sohara Eisei, Takahashi Daiei, Rai Tatemitsu, Uchida Shinichi
  • 学会等名: The 48th Annual Meeting of American Society of Nephrology
  • 発表場所: San Diego （アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-11-05
  • 国際学会
• [学会発表] PKA と Akt による KLHL3 リン酸化が WNK4 との結合を制御する (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉崎幸、蘇原映誠、森崇寧、若林麻衣、高橋大栄、銭谷慕子、菊池絵梨子、森雄太郎、荒木雄也、安藤史顕、頼建光、佐々木成、内田信一
  • 学会等名: 第58回日本腎臓学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-06-06