研究課題
本年度の研究では、近位尿細管細胞におけるタンパク翻訳後修飾O-GlcNAc修飾の近位尿細管細胞機能維持における役割を解明した。近位尿細管機能は脂肪酸分解を介したATP産生により維持されている。蛋白翻訳後修飾の一つO-GlcNAc修飾は細胞内栄養センサーとしての役割を持つが、近位尿細管での役割は不明である。本研究では、近位尿細管のATP産生制御におけるO-GlcNAc修飾の役割を検討した。近位尿細管特異的O-GlcNAc修飾欠損マウス(以下KOマウス)を作製し、野生型マウスと比較した。摂食時、KOマウスは有意な表現型を呈さなかったが、48時間絶食時には腎皮質ATP含量の低下を伴う、尿中アミノ酸、グルコース、各種イオン排泄の増加、アポトーシス亢進が確認された。絶食時のATP合成には、脂肪滴形成、脂肪酸分解、ミトコンドリアでの酸化的リン酸化が必要だが、KOマウス腎では、脂肪滴の巨大化、脂肪酸分解酵素の発現減少、ミトコンドリアの断片化といった、脂肪酸分解-ATP合成の全過程に障害が確認された。さらに、KOマウスから単離した培養尿細管細胞でもATP産生能の減弱が確認された。プロテオミクスを用い、脂肪酸代謝・ミトコンドリア機能調節因子に関するタンパク発現を検討した結果、ある転写因子によって制御される脂肪酸燃焼酵素群の発現がKOマウス腎で有意に減量していることが明らかとなった。本研究から、細胞ないタンパク質に対するO-GlcNAc修飾は近位尿細管における絶食時の脂肪酸代謝-ATP産生系に不可欠であることが明らかとなった。
2: おおむね順調に進展している
順調に進んでいる。
①遺伝子改変マウスからの単離細胞を用いたプロテオミクスによるO-GlcNAc修飾タンパクの同定。すでにプロテオミクスにより候補転写因子の同定に成功しており、今後、その転写因子のO-GlcNAc修飾の有無、その転写因子のO-GlcNAc修飾の有無が脂肪酸燃焼過程に及ぼす影響を検討する。②遺伝子改変マウスに糖尿病モデルを作製し、糖尿病状態における腎O-GlcNAc修飾の役割を検証する。近位尿細管特異的OGT欠損マウスに高脂肪食負荷、STZ誘導性糖尿病モデルを誘導し、糖尿病性腎症におけるO-GlcNAc修飾の役割を検証する。
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Nephrol Dial Transplant.
巻: 32 ページ: 1477-1487
10.1093/ndt/gfw463.
