蛋白分解系によるWNKシグナル調節機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05314
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 蘇原 映誠 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (90510355)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: WNKキナーゼ

研究実績の概要

WNKシグナルに関わる研究として、KLHL3プロモーター下にβ-galactosidaseを発現するKLHL3 KOマウスを作成した。KLHL3 KOマウスの腎臓ではWNK1とWNK4の上昇を認め、高血圧など偽性低アルドステロン症２型（PHAII）の表現系を示し、変異KLHL3のドミナントネガティブ効果を明らかにした(Mol Cell Biol 2017)。KLHL2ノックアウトマウスの作成と解析を行った。(Biochem Biophys Res Commun. 2017)。WNK4ノックインマウスを用いたマイクロアレイから、塩分負荷がIFNガンマシグナルを制御することを報告した。（Sci Rep. 2017）最近のメタアナリシス研究でメトホルミンが糖尿病でない患者さんに対して血圧を低下させる効果があることが報告され、腎臓におけるメトホルミンの血圧調節作用やその機序は不明であったが、我々はメトホルミンの投与によって、マウスの尿中への塩分排泄量が増加することを明らかにし、腎臓の塩分輸送体について検討を行い、腎臓の遠位尿細管にあるナトリウム-クロライド共輸送体（NCC）のリン酸化が低下しており、NCCの活性化が低下するために尿中への塩分排泄が増加していた。単離した腎臓も、マウスでの実験と同様にNCCのリン酸化の低下を認め、メトホルミンがNCCのリン酸化を直接的に抑制することが示された。本研究で、メトホルミンがNCCのリン酸化の抑制によって塩分排泄の増加をもたらすことが初めて明らかとなり、メトホルミンによる降圧作用の機序の一つが示された。近年、過食によって増加する、高血圧を有したメタボリック症候群症例などへのメトホルミンのさらなる活用が期待される。(Metabolism 2018)
さらにKeap1-Nrf2阻害薬のスクリーニングも行い、CKDなどの治療の可能性を検討し、報告した。（Sci Rep. 2017）

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

WNKシグナルの機能解明を進め、英文誌報に2017年度に10報の報告を行い、順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

我々はPHAII変異によって起きるexon9のskippingをCre発現によって誘導できるCullin3ノックインマウスの作成に成功しており、PHAIIの機序と特徴を明らかにしていきたい。
脂肪細胞におけるWNK4の機能：最近我々はWNK4ノックアウトマウスが肥満抵抗性であり、インスリン抵抗性を起こしにくいことを発見した。また3T3-L1細胞においてWNK4が脂肪細胞分化に伴い強力に誘導され、WNK4抑制は培養細胞における脂肪滴蓄積を障害することを見出した。塩分で制御されるWNKシグナルと肥満の関連はメタボリック症候群病態解明のための高インパクトな知見となり、WNK4と糖脂質代謝との関わりを解明することを目標とする。
免疫とWNKシグナル：当然NCC/NKCCの機能を制御するWNKシグナルが免疫細胞において重要と予想される。我々はWNK4ノックアウトマウスにおいて、あるケモカインとそのレセプターの有意な変化を得ており、さらに培養/腹腔マクロファージと血中リンパ球で共にWNK-SPAK-NKCC1カスケードが存在していることを確認した。今後WNKシグナル分子遺伝子改変マウスや阻害薬実験などでマクロファージ/リンパ球などの免疫細胞でのWNKシグナル機能を検討する。近年注目を集めている電解質と免疫細胞をつなぐ鍵分子になると考えている。
骨格筋におけるWNKシグナルの働き：ループ利尿薬でサルコペニアになりやすいことを基礎研究、臨床研究の両面から明らかにしており、そのメカニズムにWNKシグナルがどのように影響しているかを明らかにしていく。

研究成果

• [雑誌論文] Kidney enlargement and multiple liver cyst formation implicate mutations in PKD1/2 in adult sporadic polycystic kidney disease (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujimaru T.、Mori T.、Sekine A.、Mandai S.、Chiga M.、Kikuchi H.、Ando F.、Mori Y.、Nomura N.、Iimori S.、Naito S.、Okado T.、Rai T.、Hoshino J.、Ubara Y.、Uchida S.、Sohara E.
  • 雑誌名: Clinical Genetics 巻: 94 ページ: 125～131
  • DOI: 10.1111/cge.13249
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metformin increases urinary sodium excretion by reducing phosphorylation of the sodium-chloride cotransporter (2018)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto Hiroko、Nomura Naohiro、Shoda Wakana、Isobe Kiyoshi、Kikuchi Hiroaki、Yamamoto Kouhei、Fujimaru Takuya、Ando Fumiaki、Mori Takayasu、Okado Tomokazu、Rai Tatemitsu、Uchida Shinichi、Sohara Eisei
  • 雑誌名: Metabolism 巻: 85 ページ: 23～31
  • DOI: 10.1016/j.metabol.2018.02.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of ClC-K and barttin in low potassium-induced sodium chloride cotransporter activation and hypertension in mouse kidney (2018)
  • 著者名/発表者名: Nomura Naohiro、Shoda Wakana、Wang Yuanlong、Mandai Shintaro、Furusho Taisuke、Takahashi Daiei、Zeniya Moko、Sohara Eisei、Rai Tatemitsu、Uchida Shinichi
  • 雑誌名: Bioscience Reports 巻: 38 ページ: 20171243～1243
  • DOI: 10.1042/BSR20171243
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Calcineurin inhibitors block sodium-chloride cotransporter dephosphorylation in response to?high potassium intake (2017)
  • 著者名/発表者名: Shoda Wakana、Nomura Naohiro、Ando Fumiaki、Mori Yutaro、Mori Takayasu、Sohara Eisei、Rai Tatemitsu、Uchida Shinichi
  • 雑誌名: Kidney International 巻: 91 ページ: 402～411
  • DOI: 10.1016/j.kint.2016.09.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] KLHL3 Knockout Mice Reveal the Physiological Role of KLHL3 and the Pathophysiology of Pseudohypoaldosteronism Type II Caused by Mutant KLHL3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Sasaki Emi、Susa Koichiro、Mori Takayasu、Isobe Kiyoshi、Araki Yuya、Inoue Yuichi、Yoshizaki Yuki、Ando Fumiaki、Mori Yutaro、Mandai Shintaro、Zeniya Moko、Takahashi Daiei、Nomura Naohiro、Rai Tatemitsu、Uchida Shinichi、Sohara Eisei
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 巻: 37 ページ: e00508～16
  • DOI: 10.1128/MCB.00508-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loop diuretics affect skeletal myoblast differentiation and exercise-induced muscle hypertrophy (2017)
  • 著者名/発表者名: Mandai Shintaro、Furukawa Susumu、Kodaka Manami、Hata Yutaka、Mori Takayasu、Nomura Naohiro、Ando Fumiaki、Mori Yutaro、Takahashi Daiei、Yoshizaki Yuki、Kasagi Yuri、Arai Yohei、Sasaki Emi、Yoshida Sayaka、Furuichi Yasuro、Fujii Nobuharu L.、Sohara Eisei、Rai Tatemitsu、Uchida Shinichi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 46369～46369
  • DOI: 10.1038/srep46369
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Salt suppresses IFNγ inducible chemokines through the IFNγ-JAK1-STAT1 signaling pathway in proximal tubular cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Arai Yohei、Takahashi Daiei、Asano Kenichi、Tanaka Masato、Oda Mayumi、Ko Shigeru B. H.、Ko Minoru S. H.、Mandai Shintaro、Nomura Naohiro、Rai Tatemitsu、Uchida Shinichi、Sohara Eisei
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 46580～46580
  • DOI: 10.1038/srep46580
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impaired degradation of medullary WNK4 in the kidneys of KLHL2 knockout mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Kasagi Yuri、Takahashi Daiei、Aida Tomomi、Nishida Hidenori、Nomura Naohiro、Zeniya Moko、Mori Takayasu、Sasaki Emi、Ando Fumiaki、Rai Tatemitsu、Uchida Shinichi、Sohara Eisei
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 487 ページ: 368～374
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.04.068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drug-Repositioning Screening for Keap1-Nrf2 Binding Inhibitors using Fluorescence Correlation Spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshizaki Yuki、Mori Takayasu、Ishigami-Yuasa Mari、Kikuchi Eriko、Takahashi Daiei、Zeniya Moko、Nomura Naohiro、Mori Yutaro、Araki Yuya、Ando Fumiaki、Mandai Shintaro、Kasagi Yuri、Arai Yohei、Sasaki Emi、Yoshida Sayaka、Kagechika Hiroyuki、Rai Tatemitsu、Uchida Shinichi、Sohara Eisei
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1038/s41598-017-04233-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] WNK4 is indispensable for the pathogenesis of pseudohypoaldosteronism type II caused by mutant KLHL3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Susa Koichiro、Sohara Eisei、Takahashi Daiei、Okado Tomokazu、Rai Tatemitsu、Uchida Shinichi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 491 ページ: 727～732
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.07.121
  • 査読あり
• [学会発表] 家族歴のない成人多発性腎嚢胞患者における網羅的遺伝子解析を用いた遺伝子診断と臨床所見の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤丸拓也, 森崇寧, 関根章成, 萬代新太郎, 千賀宗子, 菊池寛昭, 安藤史顕, 森雄太郎, 野村尚弘, 飯盛聡一郎, 内藤省太郎, 岡戸丈和, 頼建光, 星野純一, 乳原善文, 蘇原映誠, 内田信一
  • 学会等名: 第28回バゾプレシン研究会
• [学会発表] Association between Body Mass Index and In-hospital Mortality in Emergently Hospitalized Dialysis-Independent CKD Patients; A Nationwide Retrospective Cohort Study in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Kikuchi, Eiichiro Kanda, Fumiaki Ando, Hidehiko Sato, Kiyoshi Isobe, Takayasu Mori, Soichiro Iimori, Naohiro Nomura, Shotaro Naito, Eisei Sohara, Tomokazu Okado, Shinichi Uchida, Kiyohide Fushimi and Tatemitsu Rai
  • 学会等名: ISN Frontiers Meetings 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Role of ClC-K and Barttin in Low-Potassium induced Sodium-Chloride Cotransporter Activation and Hypertension in Mouse Kidney (2018)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Nomura, Wakana Shoda, Yuanlong Wang, Daiei Takahashi, Moko Zeniya, Eisei Sohara, Tatemitsu Rai, Shinichi Uchida
  • 学会等名: ISN Frontiers Meetings 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Genomic diagnosis of adult polycystic kidney disease with no family history (2018)
  • 著者名/発表者名: Takuya Fujimaru, Takayasu Mori, Akinari Sekine, Shintaro Mandai, Motoko Chiga, Hiroaki Kikuchi, Fumiaki Ando, Yutaro Mori, Naohiro Nomura, Soichiro Iimori, Shotaro Naito, Tomokazu Okado, Tatemitsu Rai, Junichi Hoshino, Yoshifumi Ubara, Shinichi Uchida, Eisei Sohara
  • 学会等名: ISN Frontiers Meetings 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 高カリウムはカリシニューリンを活性化しNa-Cl共輸送体(NCC)を脱リン酸化して尿中カリウム排泄を促進する. (2017)
  • 著者名/発表者名: 正田若菜, 野村尚弘, 安藤史顕, 森雄太郎, 森崇寧, 蘇原映誠, 頼建光, 内田信一.
  • 学会等名: 第27回バゾプレシン研究会.
• [学会発表] 多発性嚢胞腎におけるゲノム情報と環境因子のクロストーク. (2017)
  • 著者名/発表者名: 蘇原 映誠.
  • 学会等名: 第27回バゾプレシン研究会
  • 招待講演
• [学会発表] WNK-SPAKシグナル系阻害薬の開発とその可能性. (2017)
  • 著者名/発表者名: 蘇原 映誠.
  • 学会等名: 臨床高血圧フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] CIC-Kチャネルはカリウム摂取不足時のNCC活性化と血圧上昇に重要である (2017)
  • 著者名/発表者名: 野村 尚弘, 正田 若菜, 高橋 大栄, 銭谷 慕子, 蘇原 映誠, 頼 建光, 内田 信一
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] WNK4は脂肪細胞分化の制御因子である (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋大栄, 森崇寧, 蘇原映誠. 田中都, 千賀宗子, 井上佑一, 野村尚弘, 銭谷慕子, 越智広樹, 竹田秀, 菅波孝祥, 頼建光, 内田信一
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] ループ利尿薬はマウス骨格筋細胞分化および運動による筋肥大効果を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 萬代新太郎, 古川晋, 小高愛未, 畑裕, 森崇寧, 野村尚弘, 蘇原映誠, 頼建光, 内田信一
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] 塩は近位尿細管細胞においてJAK/STAT系を介してIFNgamma関連ケモカインを抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 新井洋平, 蘇原映誠, 高橋大栄, 浅野謙一, 田中正人, 小田真由美、洪繁、洪実, 萬代新太郎, 野村尚弘, 頼建光, 内田信一
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] 次世代シークエンサーを用いた遺伝性腎疾患の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 蘇原映誠, 森崇寧, 内田信一.
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] 変異CUL3によるPHAIIの発症にはKLHL3の発現低下が関与する (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田紗矢香, 蘇原映誠, 荒木雄也, 笠木祐里, 佐々木絵美, 須佐紘一郎, 森崇寧, 井上佑一, 磯部清志, 頼建光, 内田信一
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] 次世代シークエンサーにおける嚢胞性腎疾患遺伝子診断パネルの構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤丸拓也, 蘇原映誠, 森崇寧, 萬代新太郎, 千賀宗子, 菊池寛昭, 安藤史顕, 森雄太郎, 野村尚弘, 内藤省太郎, 岡戸丈和, _建光, 内田信一
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] 保存期慢性腎臓病患者におけるサルコペニアの危険因子の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石川聖子, 内藤省太郎, 銭谷慕子, 高橋大栄, 佐藤英彦, 飯盛聡一郎, 野村尚弘, 蘇原映誠, 神田英一郎, 岡戸丈和, 頼建光, 内田信一.
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] KLHL2は腎臓でWNK4蛋白の分解を行う (2017)
  • 著者名/発表者名: 笠木祐里,蘇原映誠,相田知海,高橋大栄,西田秀範,野村尚弘,銭谷慕子,森崇寧,佐々木絵美,安藤史顕,頼建光,内田信一
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] TTPでの血漿交換治療の施行回数と在院死亡についての検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤英彦, 飯盛聡一郎, 銭谷慕子, 高橋大栄, 野村尚弘, 内藤省太郎, 蘇原映誠, 岡戸丈和, 内田信一, 伏見清秀, 頼建光
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] WNK1はマクロファージにおけるLPS誘導性サイトカイン産生を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 新井洋平, 蘇原映誠, 浅野謙一, 田中正人, 頼建光, 内田信一
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] 新規腎線維化改善薬としてのbortezomibの検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 銭谷慕子, 森崇寧, 油井直史, 野村尚弘, 千賀宗子, 高橋大栄, 蘇原映誠, 頼建光, 内田信一
  • 学会等名: 第60回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] WNK kinase signalling to cation chloride transporters (2017)
  • 著者名/発表者名: Sohara Eisei
  • 学会等名: Symposium, INTERNATIONAL UNION OF PHYSIOLOGICAL SCIENCE, 38th World Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Pseudohypoaldosteronism (2017)
  • 著者名/発表者名: Sohara Eisei
  • 学会等名: 10th International Meeting of Pediatric Endocrinology
  • 国際学会
• [学会発表] WNK シグナルを介した新しい塩分感受性調節機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 蘇原 映誠.
  • 学会等名: 第40回日本高血圧学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝性高血圧疾患からPrecision Medicineを考える (2017)
  • 著者名/発表者名: 蘇原 映誠.
  • 学会等名: 第40回日本高血圧学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] Association between Body Mass Index and In-hospital Mortality in Emergently Hospitalized Dialysis-Independent CKD Patients; A Nationwide Retrospective Cohort Study in Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Kikuchi, Eiichiro Kanda, Fumiaki Ando, Hidehiko Sato, Kiyoshi Isobe, Takayasu Mori, Soichiro Iimori, Naohiro Nomura, Shotaro Naito, Eisei Sohara, Tomokazu Okado, Shinichi Uchida, Kiyohide Fushimi and Tatemitsu Rai
  • 学会等名: The 50th Annual Meeting of the American Society of Nephrology
  • 国際学会
• [学会発表] Role of ClC-K and Barttin in Low-Potassium induced Sodium-Chloride Cotransporter Activation and Hypertension in Mouse Kidney (2017)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Nomura, Wakana Shoda, Yuanlong Wang, Daiei Takahashi, Moko Zeniya, Eisei Sohara, Tatemitsu Rai, Shinichi Uchida
  • 学会等名: The 50th Annual Meeting of the American Society of Nephrology
  • 国際学会
• [学会発表] Genomic background of adult polycystic kidney disease patients without a family history (2017)
  • 著者名/発表者名: Takuya Fujimaru, Takayasu Mori, Akinari Sekine, Shintaro Mandai, Motoko Chiga, Hiroaki Kikuchi , Fumiaki Ando, Yutaro Mori, Naohiro Nomura, Shotaro Naito, Tomokazu Okado, Tatemitsu Rai, Junichi Hoshino, Yoshifumi Ubara, Shinichi Uchida, Eisei Sohara
  • 学会等名: The 50th Annual Meeting of the American Society of Nephrology
  • 国際学会
• [学会発表] A High Salt Diet Suppressed CXCL9 and CXCL10 in Proximal Tubules through the IFNγ-JAK1-STAT1 Signaling Pathway (2017)
  • 著者名/発表者名: Yohei Arai, Shinichi Uchida et al.
  • 学会等名: The 50th Annual Meeting of the American Society of Nephrology
  • 国際学会
• [学会発表] Decreased protein expression of KLHL3 is involved in the pathogenesis of PHAII caused by CUL3 mutation in vivo. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Yoshida, Yuya Araki, Takayasu Mori, Emi Sasaki, Yuri Kasagi, Kiyoshi Isobe, Koichiro Susa, Yuichi Inoue, Tatemitsu Rai, Shinichi Uchida，Eisei Sohara.
  • 学会等名: The 51th Annual Meeting of American Society of Nephrology.
  • 国際学会
• [学会発表] Generation and Analysis of KLHL2 Knockout Mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuri Kasagi, Daiei Takahashi, Tomomi Aida, Hidenori Nishida, Naohiro Nomura, Moko Zeniya, Takayasu Mori, Emi Sasaki, Fumiaki Ando, Tatemitsu Rai, Shinichi Uchida, Eisei Sohara
  • 学会等名: The 50th Annual Meeting of the American Society of Nephrology
  • 国際学会
• [学会発表] WNK4 Deletion Inhibits Adipogenesis In Vitro and In Vivo (2017)
  • 著者名/発表者名: Daiei Takahashi, Shinichi Uchida
  • 学会等名: The 50th Annual Meeting of the American Society of Nephrology
  • 国際学会