転写因子Mondoによる腎近位尿細管オートファジー・エネルギー代謝制御機構の解明

转录因子Mondo阐明肾近端肾小管自噬和能量代谢控制机制

• 批准号: 21K08276
• 负责人: 高畠 義嗣
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K08276/
• 关键词: MondoA; 近位尿細管; 虚血再灌流; オートファジー; ミトコンドリア; Rubicon; リソソーム; Mondo

近位尿細管オートファジーは急性腎障害（AKI）のみならずAKI後の慢性腎障害（CKD）(AKI to CKD)への進展を抑制する。したがってオートファジーを亢進させることがAKIあるいはAKI to CKDの治療法の候補となる。しかしこれらの病態におけるオートファジーはリソソームストレス等の要因により停滞しがちであり、過剰なオートファジーの誘導は却って腎傷害を増悪させる。そのため、オートファジー制御因子の詳細な解明が必要である。そこで本研究ではオートファジーを制御する転写因子MondoAに注目した。MondoAあるいはその下流因子であるTXNIPの発現は虚血再灌流 (I/R)直後に低下し、その後再上昇した。次にMondoAの近位尿細管特異的ノックアウト (KO) マウスを用い、I/R 腎におけるMondoAの役割について検討した。KOマウスのI/R腎では、組織傷害の増悪、ミトコンドリア機能障害、電子顕微鏡にてオートリソソーム数の減少が観察された。さらにMondoA KO培養近位尿細管細胞を樹立し、低酸素・再酸素化におけるオートファジー活性を評価したところKO細胞で低下がみられ、ミトコンドリア膜電位が低下した。KO細胞はオートファジー抑制遺伝子であるRubiconの発現上昇がみられたことから、Rubicon・MondoAダブルノックダウン培養細胞を樹立し、低酸素・再酸素化を行ったところ、KO細胞で低下したオートファジー活性の改善がみられた。MondoA・Rubiconの近位尿細管特異的ノックアウト (DKO) マウスを作成し、I/Rによる腎組織傷害を確認したところ、野生型マウスと同程度の改善がみられた。以上よりMondoAは近位尿細管においてRubiconの発現を制御することでオートファジー活性を維持し、腎保護的に作用することが示唆された。

近端肾小管自噬不仅可以抑制急性肾损伤 (AKI)，还可以抑制 AKI 后向慢性肾病 (CKD) 的进展（AKI 至 CKD）。因此，增强自噬是治疗 AKI 或 AKI 转 CKD 的候选药物。然而，这些病理状态下的自噬由于溶酶体应激等因素而趋于停滞，过度诱导自噬实际上会加重肾损伤。因此，有必要详细阐明自噬控制因素。在这项研究中，我们重点关注控制自噬的转录因子 MondoA。 MondoA或其下游因子TXNIP的表达在缺血再灌注（I/R）后立即下降，然后又上升。接下来，我们使用 MondoA 近端小管特异性敲除 (KO) 小鼠研究了 MondoA 在 I/R 肾脏中的作用。在 KO 小鼠的 I/R 肾脏中，使用电子显微镜观察到组织损伤恶化、线粒体功能障碍和自溶酶体数量减少。此外，当建立MondoA KO培养的近曲小管细胞并评估缺氧/复氧期间的自噬活性时，观察到KO细胞的自噬活性降低，并且线粒体膜电位降低。由于KO细胞显示出自噬抑制基因Rubicon的表达增加，因此我们建立了Rubicon/MondoA双敲低培养细胞，并观察到其活性的改善。当创建 MondoA/Rubicon 近端小管特异性敲除 (DKO) 小鼠并确认 I/R 引起的肾组织损伤时，观察到与野生型小鼠相同水平的改善。这些结果表明MondoA通过调节近曲小管中Rubicon的表达来维持自噬活性，从而发挥肾脏保护作用。