WNKシグナル系の新規機能の探索と制御機構の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K09642
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 頼 建光 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座教授 (80334431)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: KLHL3 / cullin3 / ユビキチン / 偽性低アルドステロン症II型（PHAII） / ループ利尿薬 / サルコペニア / NKCC1 / FOXO4

研究実績の概要

(1) 慢性腎臓病における塩分感受性の発症と進展に関わるWNKシグナルの役割を解明するため、マウスCKDモデルとしてアリストロキア酸腎症（AAN）を用いて、高塩食摂取による血圧変化と WNKシグナル系分子の発現量を評価した。その結果、AANマウスは塩分感受性亢進を示し、腎臓におけるWNK1の蛋白発現亢進とSPAK/NCCのリン酸化亢進が認められた。高塩食負荷によってもWNK1-SPAK-NCCシグナルカスケードは抑制されず、塩分感受性亢進の原因と考えられた。SPAKノックアウトマウスではAANによるWNK1増加はあるもののリン酸化NCCの増加は認めなかった。これらの結果からWNK1-SPAK-NCCシグナルの過剰な亢進がCKDの塩分感受性亢進に関与すると考えられた。
(2) Na-K-Cl共輸送体（NKCC）1は骨格筋形成を制御し，その阻害剤ループ利尿薬が筋再生を抑制しサルコペニア発症に関与する。当該年度において、さらにWNK1がSPAK，OSR1非依存性に長寿遺伝子forkhead box O (FOXO) 4を介し筋肥大を正に制御することを示した。まず、マウス骨格筋細胞C2C12，マウス骨格筋組織のWNK1は、それぞれ分化誘導、長期運動刺激によりタンパク発現量が増加した。C2C12細胞でsiRNAによるWNK1ノックダウンを行うと、筋管細胞径の萎縮ならびに筋萎縮関連遺伝子（atrogene）の転写増加を認めた．Atrogeneの主たる転写因子FOXO1/3a/4の核内局在を評価すると，siWNK1によりFOXO4の核内発現が増加しており，siFOXO4を同時に行うと筋管細胞萎縮とatrogene転写増加がキャンセルされた。WNK1-FOXO4シグナルは生理的に筋肥大を制御し，筋腎連関メカニズムの一端を担うシグナルとして新しい治療標的となる可能性があることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Failure to sense energy depletion may be a novel therapeutic target in chronic kidney disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi H, Sasaki E, Nomura N, Mori T, Minamishima YA, Yoshizaki Y, Takahashi N, Furusho T, Arai Y, Mandai S, Yamashita T, Ando F, Maejima Y, Isobe K, Okado T, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • 雑誌名: Kidney International 巻: 95 ページ: 123-137
  • DOI: 10.1016/j.kint.2018.08.030
  • 査読あり
• [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 F, Mori S, Yui N, Morimoto T, Nomura N, Sohara E, Rai T, Sasaki S, Kondo Y, Kagechika H, Uchida S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 ページ: 1411
  • DOI: 10.1038/s41467-018-03771-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Decreased KLHL3 expression is involved in the pathogenesis of pseudohypoaldosteronism type II caused by cullin 3 mutation in vivo. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshida S, Araki Y, Mori T, Sasaki E, Kasagi Y, Isobe K, Susa K, Inoue Y, Bomont P, Okado T, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Nephrology 巻: 22 ページ: 1251-1257
  • DOI: 10.1007/s10157-018-1593-z
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] WNK1 regulates skeletal muscle cell hypertrophy by modulating the nuclear localization and transcriptional activity of FOXO4. (2018)
  • 著者名/発表者名: Mandai S, Mori T, Nomura N, Furusho T, Arai Y, Kikuchi H, Sasaki E, Sohara E, Rai T, Uchida S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: 9101
  • DOI: 10.1038/s41598-018-27414-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] WNK1-OSR1/SPAK-NCCシグナルの亢進が慢性腎臓病モデルマウスの塩分感受性高血圧に関与する (2018)
  • 著者名/発表者名: 古荘泰佑、蘇原映誠、萬代新太郎、菊池寛昭、銭谷慕子、野村尚弘、森崇寧、頼建光、内田信一
  • 学会等名: 第61回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] FMP-API-1はバゾプレシンに匹敵するAQP2水チャネル活性化作用を持つ―新規腎性尿崩症治療薬の開発― (2018)
  • 著者名/発表者名: 安藤史顕、油井直史、森本哲司、野村尚弘、蘇原映誠、頼建光、佐々木成、根東義明、内田信一
  • 学会等名: 第61回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] 高カリウム負荷によるナトリウム-クロライド共輸送体の脱リン酸化機構の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 正田若菜、野村尚弘、安藤史顕、磯部清志、森崇寧、蘇原映誠、頼建光、内田信一
  • 学会等名: 第61回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] メトホルミンは腎NCCのリン酸化を低下させ塩分排泄を促進する (2018)
  • 著者名/発表者名: 橋本博子、蘇原映誠、野村尚宏、正田若菜、磯部清志、菊池寛昭、安藤史顕、森崇寧、頼建光、内田信一
  • 学会等名: 第61回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] WNK1キナーゼはFOXO4の細胞核内局在，転写活性を調節し，骨格筋肥大を制御する (2018)
  • 著者名/発表者名: 萬代新太郎、森崇寧、野村尚弘、古荘泰佑、新井洋平、菊池寛昭、佐々木絵美、蘇原映誠、頼建光、内田信一
  • 学会等名: 第61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いてLPS誘導性サイトカイン産生を抑制する (2018)
  • 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61回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] AKAPs-PKA結合阻害薬はバゾプレシン非依存性に強力にAQP2水チャネルを活性化する (2018)
  • 著者名/発表者名: 安藤史顕、森修一、油井直史、森本哲司、野村尚弘、蘇原映誠、頼建光、佐々木成、根東義明、影近弘之、内田信一
  • 学会等名: 第9回分子腎臓フォーラム
• [学会発表] AKAPs-PKA Disruptors Robustly Increase AQP2 Activity Independently of Vasopressin (2018)
  • 著者名/発表者名: Ando F, Yui N, Nomura N, Rai T, Sasaki S, Uchida S
  • 学会等名: American Society of Nephrology Kidney Week 2018
  • 国際学会
• [学会発表] WNK1-SPAK-NCC Signaling Cascade Is Involved in Salt Sensitive Hypertension Induced by Aristolochic Acid Nephropathy (2018)
  • 著者名/発表者名: Furusho T, Uchida S, Sohara E, Mandai S, Kikuchi H, Ando F, Zeniya M, Mori T, Nomura N, Rai T
  • 学会等名: American Society of Nephrology Kidney Week 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Metformin Has Natriuretic Effects Through Reduction of the Sodium-Chloride Cotransporter Phosphorylation (2018)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto H, Okado T, Rai T, Uchida S, Sohara E, Nomura N, Shoda W, Isobe K, Kikuchi H, Yamamoto K, Fujimaru T, Ando F, Mori T
  • 学会等名: American Society of Nephrology Kidney Week 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular Mechanism of High-Potassium Induced Na-Cl Cotransporter Dephosphorylation (2018)
  • 著者名/発表者名: Shoda W, Nomura N, Ando F, Isobe K, Mori T, Sohara E, Rai T, Uchida S
  • 学会等名: American Society of Nephrology Kidney Week 2018
  • 国際学会
• [学会発表] WNK1 Regulates Skeletal Muscle Hypertrophy by Modulating Phosphorylation, Nuclear Localization, and Transcriptional Activity of FoxO4 (2018)
  • 著者名/発表者名: Mandai S, Uchida S, Mori T, Nomura N, Furusho T, Arai Y, Kikuchi H, Sasaki E, Sohara E, Rai T
  • 学会等名: American Society of Nephrology Kidney Week 2018
  • 国際学会
• [備考] FMP-API-1が腎臓において尿濃縮に重要な水チャネルを強力に活性化する
  • URL: http://tmd-kid.jp/wp-content/uploads/2019/04/20180413_1-Ando.pdf
• [備考] 慢性腎臓病の新たな治療標的としてエネルギー不全の感知障害を発見
  • URL: http://tmd-kid.jp/wp-content/uploads/2019/04/20181116_1-Kikuchi.pdf