副腎アルドステロン合成酵素の発現制御を基盤とした糖尿病性腎症の新規治療法の開発

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25461381
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 菅原 明 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90270834)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: アルドステロン / 糖尿病 / 高血圧 / CYP11B2 / 遺伝子改変マウス / DNAマイクロアレイ / 糖尿病性腎症 / 創薬

研究実績の概要

１）高血糖刺激によるCYP11B2発現・アルドステロン分泌亢進メカニズムの解明：CYP11B2プロモーター領域のdeletion mutants/point mutantを用いた検討から、副腎H295R細胞における高血糖刺激によるCYP11B2発現誘導が、同領域内-766/-759のNBRE-1を介して招来されることが明らかとなった。各種転写因子の発現変動を検討したところ、NBRE-1に結合する転写因子であるNURR1のmRNA発現が、高血糖刺激により著明に誘導されることが示された。NURR1のsiRNAをH295R細胞に添加したところ、高血糖刺激によるCYP11B2発現誘導が有意に抑制されることが認められた。以上の結果から、高血糖刺激により発現が誘導されたNURR1がNBRE-1を介してCYP11B2の発現を誘導することが明らかとなった。
２）iNOS TGマウス・iNOS/RAGEダブルTGマウス腎病変とcyp11b2発現・アルドステロン分泌の連関の検討：我々は、野生型マウス、iNOS TGマウス、ならびにiNOS/RAGEダブルTGマウスのそれぞれに、離乳後から高タンパク・高カロリー食を投与し、定期的に尿中アルブミン・血糖値を測定した後に16週齢でsacrificeを行った。その際にDynabeads®を灌流することにより腎臓から糸球体を単離し、RNAの抽出を行った。それらのRNAを用いてDNAマイクロアレイを施行し、パスウェイ解析を行った。
３）高血糖刺激によるCYP11B2発現亢進を抑制する新規薬剤のスクリーニング：昨年度に作成したCYP11B2プロモーター安定発現株（Mol Cell Endocrinol. 2014; 383: 60-68）を用いて、アンジオテンシンIIおよび塩化カリウム刺激を指標としたハイスループットスクリーニング（HTS）系を確立した。

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

研究実績の概要で示した様に、まず「１）高血糖刺激によるCYP11B2発現・アルドステロン分泌亢進メカニズムの解明」に関しては、当初の予定より更に詳細な検討を行うことが可能となり、高血糖刺激によるCYP11B2発現亢進におけるNURR1の関与を明らかにすることが出来た。「２）iNOS TGマウス・iNOS/RAGEダブルTGマウス腎病変とcyp11b2発現・アルドステロン分泌の連関の検討」に関しては、当初の予定には記載されていなかったDNAマイクロアレイ・パスウェイ解析を、これらマウスの単離糸球体から抽出したRNAを用いて施行することが技術的に可能となり、今後、各ステージの糖尿病性腎症における特異的な遺伝子発現変動が明らかとなることが期待される。「３）高血糖刺激によるCYP11B2発現亢進を抑制する新規薬剤のスクリーニング」に関しては、CYP11B2プロモーター安定発現株を用いたHTS系が確立し、東京大学創薬オープンイノベーションセンターからご譲渡頂いた化合物ライブラリーを用いてのスクリーニングが順調に進んでいる。以上の結果から、本プロジェクトはおおむね順調に進んでいると判断した。

今後の研究の推進方策

平成27年度は、これまでの年度に引き続いて、iNOS TGマウス・iNOS/RAGEダブルTGマウスを用いた糖尿病性腎症の病態解明を進めるとともに、CYP11B2プロモーター安定発現株を用いたHTS系にて化合物ライブラリーのスクリーニングを進め、得られたヒット化合物の合成展開を行う。さらに、それら新規薬剤のiNOS TGマウス・iNOS/RAGEダブルTGマウスへの早期の投与実験を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Role of histamine H3 receptor in glucagon-secreting αTC1.6 cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Yoshikawa T, Naganuma F, Mohsen A, Iida T, Miura Y, Sugawara A, Yanai K.
  • 雑誌名: FEBS Open Bio. 巻: 5 ページ: 36-41
  • DOI: 10.1016/j.fob.2014.12.001.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Retinoic acid receptor-α up-regulates proopiomelanocortin gene expression in AtT20 corticotroph cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Uruno A, Saito-Hakoda A, Yokoyama A, Kogure N, Matsuda K, Parvin R, Shimizu K, Sato I, Kudo M, Yoshikawa T, Kagechika H, Iwasaki Y, Ito S, Sugawara A.
  • 雑誌名: Endocr J. 巻: 61 ページ: 1105-1114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of myelin transcription factor 1 (MyT1) as a subunit of the neural cell type-specific lysine-specific demethylase 1 (LSD1) complex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama A, Igarashi K, Sato T, Takagi K, Otsuka I M, Shishido Y, Baba T, Ito R, Kanno J, Ohkawa Y, Morohashi K, Sugawara A.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 289 ページ: 18152-18162
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.566448.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aberrant gonadotropin-releasing hormone receptor (GnRHR) expression and its regulation of CYP11B2 expression and aldosterone production in adrenal aldosterone-producing adenoma (APA). (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, Hattangady NG, Ye P, Satoh F, Morimoto R, Ito-Saito T, Sugawara A, Ohba K, Takahashi K, Rainey WE, Sasano H.
  • 雑誌名: Mol Cell Endocrinol. 巻: 384 ページ: 102-108
  • DOI: 10.1016/j.mce.2014.01.016.
  • 査読あり
• [雑誌論文] PCP4: a regulator of aldosterone synthesis in human adrenocortical tissues. (2014)
  • 著者名/発表者名: Felizola SJ, Nakamura Y, Ono Y, Kitamura K, Kikuchi K, Onodera Y, Ise K, Takase K, Sugawara A, Hattangady N, Rainey WE, Satoh F, Sasano H.
  • 雑誌名: J Mol Endocrinol. 巻: 52 ページ: 159-167
  • DOI: 10.1530/JME-13-0248.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angiotensin II receptor blockers differentially affect CYP11B2 expression in human adrenal H295R cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsuda K, Uruno A, Kogure N, Sugawara K, Shimada H, Nezu M, Saito-Ito T, Iki Y, Kudo M, Shimizu K, Sato I, Yoshikawa T, Satoh F, Ito R, Yokoyama A, Rainey WE, Saito-Hakoda A, Ito S, Sugawara A.
  • 雑誌名: Mol Cell Endocrinol. 巻: 383 ページ: 60-68
  • DOI: 10.1016/j.mce.2013.12.004.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] High-glucose stimulates aldosterone synthase gene (CYP11B2) expression via the induction of T-type calcium channels in H295R cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Naotaka Kogure, Ken Matsuda, Akira Uruno, Kaori Sugawara, Ikuko Sato, Kyoko Shimizu, Rehana Parvin, Takeo Yoshikawa Masataka Kudo, Akiko Saito-Hakoda, Ryo Ito, Atsushi Yokoyama, Sadayoshi Ito, Akira Sugawara
  • 学会等名: ICE/ENDO2014
  • 発表場所: アメリカ合衆国シカゴ
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-23
• [学会発表] The innovation of a novel drug screening system for the inhibitors of aldosterone synthase gene (CYP11B2) expression (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryo Ito, Ken Matsuda, Akira Uruno, Atsushi Yokoyama, Akira Sugawara
  • 学会等名: ICE/ENDO2014
  • 発表場所: アメリカ合衆国シカゴ
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-23
• [学会発表] Generation of a stable H295R cell line expressing 11-hydroxylase gene promoter and the effect of high-glucose on its expression (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaori Sugawara, Ken Matsuda, Naotaka Kogure, Akira Uruno, Ikuko Sato, Kyoko Shimizu, Rehana Parvin, Takeo Yoshikawa Masataka Kudo, Akiko Saito-Hakoda, Ryo Ito, Atsushi Yokoyama, Sadayoshi Ito, Akira Sugawara
  • 学会等名: ICE/ENDO2014
  • 発表場所: アメリカ合衆国シカゴ
  • 年月日: 2014-06-21 – 2014-06-21
• [備考] 分子内分泌学分野
  • URL: http://www.med.tohoku.ac.jp/org/health/84/index.html
• [備考] Molecular Endocrinology
  • URL: http://www.med.tohoku.ac.jp/english/org/health/84/index.html