無機リン酸（リン）応答複合体機能の解明とリン過剰克服に向けた新戦略

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04190
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 宮本 賢一 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 教授 (70174208)
• 研究分担者: 金子 一郎 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 助教 (40389515) ; 辰巳 佐和子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 助教 (80420545) [辞退] ; 永森 收志 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (90467572)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: リン / 慢性腎臓病 / FGF23 / 骨細胞 / トランスポーター / 遺伝子欠損マウス

研究実績の概要

慢性腎臓病(CKD)の進行や透析患者の生命予後においてリンコントロールは非常に重要な役割を演じている。リン代謝異常は早期CKD から生じており、リンバランスの維持は生命予後を規定する重要な調節系であると考えられる。近年、リン酸（以下リン）代謝調節系（リンシグナルネットワーク:P net）を支配する繊維芽細胞様増殖因子 FGF23 /klotho 系など明らかにされ、骨と腎臓を結ぶリン調節系など、様々なリン代謝における臓器相関の重要性が明らかにされた。我々は、これまでの研究によりリンシグナルネットワーク (P net)調節に共通に関わるリン応答複合体 (Psome)の存在とリン代謝異常発症への関与を見出した。平成２９年は、腎臓におけるリン感受機構に関わる分子群（リン応答複合体）およびFGF23誘導因子に関して実験を実施した。
Tatsumiらが樹立した、ジフテリア毒素 (DT) 投与により任意の時期に骨細胞を特異的に死滅させることができるトランスジェニックマウス (DMP1-hHB-EGF Tg: 以下Tgマウス) の系統を使用し骨細胞死滅マウスを作製した。この方法は、任意の時期に誘導的に骨細胞のみを死滅させることのできるトランスジェニックマウス（Tg）を確立した。本マウスを解析し、骨細胞から分泌されている因子として FGF23以外にも、様々な分泌蛋白の発現を解析した。また、腎臓における、リン吸収を中心にミネラル代謝を分析し、腎線維化の発症、 Klotho蛋白の減少など、リン感受機構における異常を明らかにした。平成２９年度は、Psomeの中心である TMD2（＃213）遺伝子欠損マウス作製しており、その表現型を解析した。本マウスの外見上での、骨格異常は観察されていないが、食餌性リン応答に変化が見られた。 また、腎臓におけるリン感受機構において、明らかな異常が観察された。

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

平成 29年度の計画に従い、主に、腎臓におけるリン感受機構に関わる分子群（リン応答複合体 ）及び FGF23 誘導因子に関して実験を実施した。平成２９年度の研究計画に基づき、各項目に関してほぼ進行しており、平成３０年度の計画が実施できると考える。よって、平成２９年度の計画は、おおむね達成できた。

今後の研究の推進方策

平成３０年度の計画としては 、 Psomeを中心としてリン感受する分子同定および腎/骨細胞から分泌されるFGF23誘導因子 (IFGF)、以下の４項目に関して推進する。

１）IFGFの同定に関する骨細胞特異的欠損マウスからのアプローチ：平成２９年度に確立したマウスを用い、骨細胞から分泌されている因子の機能欠損が可能となる。本マウスの腎臓障害の原因を明らかにすると同時に、IFGFによるFGF23分泌が、骨細胞由来であるか否か検討を行う。
２）G－CSF投与による骨細管破断による解析：６－７週齢の♂（C57BL/6）マウスにG-CSFを投与することで、骨細管ネットワークを破断させる。この方法により、IFGF分泌と骨細管の破断状態と、およびFGF23の誘導およびリン利尿との関係について検討を加える。これらは、すでに一部実施しており、平成３０年度に、投与量を調整して再度、実施する。
３）TMD2欠損マウス表現型解析：平成２９年度は、Psomeの中心である TMD2（＃213）遺伝子欠損マウス作製しており、現在、その表現型を解析している。平成３０年度は、各種骨解析技術を用いて、本マウスの異常を明らかにする。 また、TMD2と相互作用するタンパクを同定する。
４）IGFI候補分子 Nampt遺伝子の解析：骨細胞欠損マウスの遺伝子解析から、骨細胞や腎臓で発現が顕著に上昇する Namptに関して、その生理学的役割の解析を行う。

研究成果

• [雑誌論文] The sodium phosphate cotransporter family and nicotinamide phosphoribosyltransferase contribute to the daily oscillation of the plasma inorganic phosphate concentration. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyagawa A, Tatsumi S, Takahama W, Fujii O, Nagamoto K, Kinoshita E, Nomura K, Ikuta K, Fujii T, Hanazaki A, Kaneko I, Segawa H, Miyamoto KI.
  • 雑誌名: Kidney Int. 巻: 1 ページ: 1073-1085
  • DOI: 10.1016/j.kint.2017.11.022.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Negative regulation of amino acid signaling by MAPK-regulated 4F2hc/Girdin complex. (2018)
  • 著者名/発表者名: Weng L, Han YP, Enomoto A, Kitaura Y, Nagamori S, Kanai Y, Asai M, Mii S, Msuko T, Shimomura Y, Takahashi M.
  • 雑誌名: PLoS Biol. 巻: 16(3) ページ: －
  • DOI: 10.1371/journal.pbio.2005090.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of Npt2b deletion on intestinal and renal inorganic phosphate (Pi) handling. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ikuta K, Segawa H, Sasaki S, Hanazaki A, Fujii T, Kushi A, Kawabata Y, Kirino R, Sasaki S, Noguchi M, Kaneko I, Tatsumi S, Ueda O, Wada NA, Tateishi H, Kakefuda M, Kawase Y, Ohtomo S, Ichida Y, Maeda A, Jishage KI, Horiba N, Miyamoto KI.
  • 雑誌名: Clin Exp Nephrol. 巻: 11 ページ: 1497-1503
  • DOI: 10.1007/s10157-017-1497-3.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Osteocyte-Ablation on Inorganic Phosphate Metabolism: Analysis of Bone-Kidney-Gut Axis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujii O, Tatsumi S, Ogata M, Arakaki T, Sakaguchi H, Nomura K, Miyagawa A, Ikuta K, Hanazaki A, Kaneko I, Segawa H, Miyamoto KI.
  • 雑誌名: Front Endocrinol (Lausanne). 巻: 21 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.3389/fendo.2017.00359.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of a simple and objective evaluation method for thickened liquids using funnels. (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe E, Yamagata Y, Kogirima M, Miyamoto KI, Kayashita J.
  • 雑誌名: J Texture Stud. 巻: 48(3) ページ: 198-204
  • DOI: 10.1111/jtxs.12235.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Kogirima M. Cooking methods for a soft diet using chiken based on food texture analysis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe E, Maeno M, Kayashita J, Miyamoto KI,
  • 雑誌名: J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 巻: 63（4） ページ: 256-262
  • DOI: 10.3177/jnsv.63.256.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Utilization of Liver Microsomes to Estimate Hepatic Intrinsic Clearance of Monoamine Oxidase Substrate Drugs in Humans. (2017)
  • 著者名/発表者名: Masuo Y, Nagamori S, Hasegawa A, Hayashi K, Isozumi N, Nakamichi N, Kanai Y, Kato Y.
  • 雑誌名: Pharm Res. 巻: 34(6) ページ: 1233-1243
  • DOI: 10.1007/s11095-017-2140-4.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical Significance and Phenotype of MTA1 Expression in Esophageal Squamous Cell Carcinoma. (2017)
  • 著者名/発表者名: Honjo H, Toh Y, Sohda M, Suzuki S, Kaira K, Kanai Y, Nagamori S, Oyama T, Yokobori T, Miyazaki T, Kuwano H.
  • 雑誌名: Anticancer Res. 巻: 37(8) ページ: 4147-4155
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impairment of the carnitine/organic cation transporter 1-ergothioneine axis is mediated by intestinal transporter dysfunction in chronic kidney disease. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shinozaki Y, Furuichi K, Toyama T, Kitajima S, Hara A, Iwata Y, Sakai N, Shimizu M, Kaneko S, Isozumi N, Nagamori S, Kanai Y, Sugiura T, Kato Y, Wada T.
  • 雑誌名: Kidney Int. 巻: 92(6) ページ: 1356-1369
  • DOI: 10.1016/j.kint.2017.04.032.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slc3a2 Mediates Branched-Chain Amino-Acid-Dependent Maintenance of Regulatory T Cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ikeda K, Kinoshita M, Kayama H, Nagamori S, Kongpracha P, Umemoto E, Okumura R, Kurakawa T, Murakami M, Mikami N, Shintani Y, Ueno S, Andou A, Ito M, Tsumura H, Yasutomo K, Ozono K, Takashima S, Sakaguchi S, Kanai Y, Takeda K.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 21(7) ページ: 4147-4155
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.10.082.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ratiometric fluorescence imaging of cell surface pH by poly(ethylene glycol)-phospholipid conjugated with fluorescein isothiocyanate. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohgaki R, Teramura Y, Hayashi D, Okuda S, Nagamori S, Takai M, Kanai Y.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7(1) ページ: －
  • DOI: 10.1038/s41598-017-17459-y.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 腎臓と他の臓器相関による生体内リン代謝調節機構. (2018)
  • 著者名/発表者名: 瀬川博子、金子一郎、宮本賢一.
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会.
• [学会発表] multi-omicsによる新規トランスポーターの生理機能解析. (2018)
  • 著者名/発表者名: 永森收志.
  • 学会等名: 第8回生体界面研究会.
• [学会発表] Two cystine transporters ふたつのシスチントランスポーター. (2018)
  • 著者名/発表者名: 永森收志.
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会.
• [学会発表] Visualization and inhibition of a cancer specific amino acid transporter, LAT1低分子化合物によるがん特異的アミノ酸トランスポーターLAT1の検出と輸送阻害. (2018)
  • 著者名/発表者名: 永森收志.
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] 骨ー腎臓連関を介した食餌性リン感受機Sensing of dietary phosphate loading in the bone-kidney axis. (2017)
  • 著者名/発表者名: 辰巳佐和子、緒方雅央、新垣友啓、藤井理、金子一郎、瀬川博子、宮本賢一.
  • 学会等名: 第71回日本栄養食糧学会大会.
• [学会発表] 生体内リン恒常性における Intestinal Alkaline Phosphatase (IAP) の役割. The role of intestinal alkaline phosphatase on phosphate homeostasis. (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀬川博子、佐々木祥平、結城志帆子、金子一郎、辰巳佐和子、宮本賢一.
  • 学会等名: 第71回日本栄養食糧学会大会.
• [学会発表] 生体内リン恒常性におけるアルカフォスファターゼの役割. (2017)
  • 著者名/発表者名: 桐野留里、瀬川博子、金子一郎、辰巳佐和子、宮本賢一.
  • 学会等名: 第4回日本栄養改善学会四国支部学術総会.
• [学会発表] 水溶性ビタミンB3と腸管上皮機能. (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤井理、辰巳佐和子、金子一郎、瀬川博子、宮本賢一.
  • 学会等名: 第64回日本栄養改善学会学術総会.
• [学会発表] 脳機能における活性型ビタミンDの役割. (2017)
  • 著者名/発表者名: 金子一郎、瀬川博子、辰巳佐和子、宮本賢一.
  • 学会等名: 第64回日本栄養改善学会学術総会.
• [学会発表] 生体内リン恒常性における腸管アルカリフォスファターゼの役割. (2017)
  • 著者名/発表者名: 桐野留里、瀬川博子、佐々木すみれ、金子一郎、辰巳佐和子、宮本賢一.
  • 学会等名: 第64回日本栄養改善学会学術総会.
• [学会発表] 形態の異なるリン化合物接種に対する生体への影響. (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐々木すみれ,瀬川博子,桐野留里,金子一郎,辰巳佐和子,宮本賢一.
  • 学会等名: 第64回日本栄養改善学会学術総会.
• [学会発表] In Vivo Responses of Phosphorus-Based Food Additives with Different Forms. (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujii T, Kawabata Y, Segawa H, Hanazaki A, Ikuta K, Kushi A, Kaneko I, Tatsumi S, Miyamoto K.
  • 学会等名: American Society of Nephrology Kidney week.
  • 国際学会
• [学会発表] 腸管NAD+合成律速酵素（Nampt）と全身性NAD+代謝. (2017)
  • 著者名/発表者名: 木下瑛美、辰巳佐和子、藤井理、張哲然、金子一郎、瀬川博子、宮本賢一.
  • 学会等名: 第50回日本栄養・食糧学会 中国・四国支部大会.
• [学会発表] リン利尿因子FGF23の転写調節機序の解明. (2017)
  • 著者名/発表者名: 金子一郎、Rimpi K.Saini,G.、Kerr Whitfield、伊藤美紀子、瀬川博子、辰巳佐和子、 宮本賢一、Mark R.Haussler、Peter W.Jurutka.
  • 学会等名: 第50回日本栄養・食糧学会 中国・四国支部大会.鳥取大学
• [学会発表] 血中リン濃度維持機構とその破綻：多臓器連関について. (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮本賢一.
  • 学会等名: Triology Conference2.
  • 招待講演
• [学会発表] リン代謝における多臓器連関：最近の知見. (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮本賢一.
  • 学会等名: 第9回二次性副甲状腺機能亢進症に伴うPTx研究会学術集会.
  • 招待講演
• [学会発表] 低リン血症と代謝障害：最近の知見 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮本賢一.
  • 学会等名: 第37回ROD-21研究会.
  • 招待講演
• [学会発表] Quantitative proteomics reveal overall amino acid transport systems and the related signaling. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagamori S.
  • 学会等名: IUNS 21st International Congress of Nutrition 2017 Scientific Symposium “Novel Functions and Uses of Amino Acids”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of PET probes and anti-cancer drugs targeting a cancer-specific amino acid transporter, LAT1. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagamori S.
  • 学会等名: The 12th Asia Oceania Congress of Nuclear Medicine and Biology. Symposium “Molecular Imaging”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 網羅的プロテオミクスによるアミノ酸輸送システムとその関連シグナルの全体像解明. (2017)
  • 著者名/発表者名: 永森收志.
  • 学会等名: 日本外科代謝栄養学会 第54回学術集会 アミノ酸学会ジョイントシンポジウム.
• [学会発表] がん細胞特異的アミノ酸トランスポーターLAT1選択的PETプローブの開発. (2017)
  • 著者名/発表者名: 永森收志、渡部直史、金井泰和、仲 定宏、下瀬川恵久、畑澤順、金井好.
  • 学会等名: 第13回小動物インビボイメージング研究会.
• [学会発表] A C-terminus mutation of SLC7A9 amino acid transporter retains substrate binding but diminishes the transport activity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagamori S, Kawamoto Y, Wiriyasermkul P, Nakagomi S, Okuda S, Ohgaki R, Kanai Y.
  • 学会等名: Gordon Research Conference: Mechanisms of Membrane Transport.
• [学会発表] SGLT2阻害薬カナグリフロジンによる腎刷子縁膜タンパク質の発現変動の網羅的定量プロテオミクスを用いた解析. (2017)
  • 著者名/発表者名: 永森收志、齊藤隆太、五十棲規嘉、栗山千亜紀、塩谷正治、大垣隆一、奥田傑、 金井好克
  • 学会等名: 第60回日本糖尿病学会年次学術集会
• [図書] 栄養科学シリーズNEXT分子栄養学 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮本賢一、井上裕康、桑波田雅士、金子一郎.
  • 総ページ数: 235
  • 出版者: 講談社
  • ISBN: 978-4-06-155397-2
• [図書] 腎と透析82巻6号（6月号） (2017)
  • 著者名/発表者名: 辰巳佐和子、藤井理、宮本賢一.
  • 総ページ数: 140
  • 出版者: 東京医学社.