糖化蛋白レセプター(RAGE)情報伝達系の解明-糖尿病性血管病変発生の新機構-

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13670113
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 米倉 秀人 金沢大学, 医学系研究科, 助教授 (80240373)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 櫻井 繁 金沢大学, 医学系研究科, 助手 (60332665) ; 山本 靖彦 金沢大学, 医学系研究科, 助手 (20313637) ; 渡辺 琢夫 金沢大学, 医学系研究科, 助教授 (40303268)
• Keywords: diabetic complications / advanced glycation endproducts / RAGE / splice variants / gene targeting

Research Abstract

本研究の目的は、糖尿病性血管合併症発生の原因物質と考えられる後期糖化反応生物(advanced glycation endproducts,以下 AGE)が、血管細胞上の受容体(糖化蛋白レセプター;receptor for AGE,以下RAGE)に結合して、血管合併症を引き起すまでの情報伝達系の全貌を解明することである。平成13年度の研究は、当初計画どおりに遂行され、以下の成果を得た。
1.RAGEの細胞内ドメインと結合する細胞内因子を分離するため、酵母two-hybridシステムによりヒト腎臓由来の約200万クローンをスクリーニングしたが、最終的に結合因子の同定には至らなかった。
2.RAGE遺伝子ノックアウトマウスを作成した。RAGEノックアウトマウスは見かけ上正常に発育し、肉眼的・組織学的には主要臓器に異常は認められなかった。現在、これらのマウスに糖尿病を誘発し、血管合併症発症・進展の程度を比較・検討中である。
3.細小血管を構成する内皮細胞と周皮細胞をAGEに暴露した時の遺伝子発現変化をDNAアレイを用いて解析し、AGE処理により発現が低下していると考えられる遺伝子として、数種の候補遺伝子が同定された。
4.申請者らが見い出した、選択的スプライシングにより生じる三種のRAGEバリアント(全長膜結合型、N端欠失膜結合型、C端欠失可溶型)につき、それらの機能的解析を行った。
(1)三種のRAGEバリアントの発現比は細胞種により異なることを明らかにした。
(2)三種のRAGEバリアントのAGE結合性を検討した結果、全長膜結合型と可溶型がAGE結合能を有するのに対し、N端欠失膜結合型はAGEを結合しないことを明らかになった。
(3)可溶型RAGEはAGEの血管障害作用を中和すること、さらに、ヒト血清中に可溶型RAGEが実際に存在することを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Yamamoto, Y.: "Development and prevention of advanced diabetic nephropathy in RAGE-overexpressing mice"J. Clin. Invest. 108(2). 261-268 (2001)
• [Publications] Yonekura, H.: ""Antisense display" - A new method for functional gene screen and its application to angiogenesis-related gene isolation"Ann. N. Y. Acad. Sci.. 947. 382-386 (2001)
• [Publications] Wu, P.: "Hypoxia down-regulates endostatin production by human microvascular endothelial cells an pericytes"Biochem. Biophys. Res. Commun. 288(5). 1149-1154 (2001)
• [Publications] Harada, S.: "Effects of ELF high magnetic fields on enzyme-catalyzed DNA and RNA synthesis in vitro and on a cell-free DNA mismatch repair."Bioelectromagnetics. 22(4). 260-266 (2001)
• [Publications] Miyakawa, T.: "Exposure of C.elegans to extremely low frequency high magnetic fields induces stress responses"Bioelectromagnetics. 22(5). 333-339 (2001)
• [Publications] Yonekura, H.: "RAGE engagement and vascular cell derangement by short chain sugar-derived advanced glycation endproducts"Excerpta Medica International Congress Series. 1245(in press.). (2002)
• [Publications] Yonemura, Y.: "Lymphangiogenesis and the vascular endothelial growth factor receptor (VEGFR)-3 ingastric cancer"Eur. J. Cancer. 37(7). 918-923 (2001)
• [Publications] Kaneko T.: "Calpain-dependent proteolysis of merlin occurs by oxidative stress in meningiomas : a novel hypothesis of tumorigenesis"Cancer. 92(10). 2662-2672 (2001)
• [Publications] Yamamoto, Y.: "Advanced diabetic nephropathy in RAGE-overexpressing mice"Excerpta Medica International Congress Series. 1245(in press.). (2002)
• [Publications] Sakurai, S.: "Identification of a novel AGE-capturable variant of the receptor for AGE in the human sera"Excerpta Medica International Congress Series. 1245(in press.). (2002)