我々はこれまでレニンアンジオテンシン系(RAS)抑制による生活習慣病に対する持続的効果, すなわち「メモリー効果」について検討してきた(Hypertension 2009, Kidney Int 2010, J Atheroscler Thromb 2012)が, この機序としてエピゲノム調節が関与している可能性について報告した(J Clin Invest 2014, Kidney Int 2015)。しかし, エピゲノム変化の形成プロセスに関して詳細な分子機序は未だ不明な点が多い。
本研究では, まず尿蛋白バリアとして重要である腎糸球体上皮細胞(ポドサイト)におけるヒストンアセチル化酵素(HAT)KAT5に注目して検討を行った。Tip60/KAT5は二本鎖DNA損傷(DSB)の修復において最も早期に損傷部位にリクルートされる分子の一つである。ポドサイト特異的KAT5ノックアウト(KO)マウスでは, 著明なアルブミン尿, 巣状分節糸球体硬化病変が認められ, DSB部位増加およびDNAメチル化増加を認めたことから, ポドサイトにおけるKAT5を介したDNA修復の生理的重要性が示唆された。更に培養細胞実験の結果から, KAT5を介したDNA修復とDNAメチル化が関連していることが示唆された。また糖尿病性腎症のポドサイトではKAT5発現が低下していた(論文投稿中)。更に本年度においては上述のポドサイトにおける検討に加えて, 新たに血管内皮細胞に焦点を当てDNA損傷およびエピゲノム変化が担う役割について糖尿病性腎症モデルを用いて検討した。血管内皮細胞においては, 高血糖に対してポドサイトとは異なる反応が認められ, 血管内皮細胞特異的KAT5KOマウスの表現型も全く異なっていたことから, 腎臓各構成細胞において, KAT5を介したDNA修復機構が腎臓病の病態に対して果たす役割は多様であり, 病態の理解には総合的な検討が必要であると考えられた。
We have investigated a sustained effect of renin-angiotensin system (RAS) inhibitor in life-style related diseases, including kidney diseases (Hypertension 2009, Kidney Int 2010, J Atheroscler Thromb 2012). Recently we have reported that epigenetic mechanism may be involved in the sustained effect of RAS inhibitors (J Clin Invest 2014, Kidney Int 2015). However, little is known about the cause of epigenetic changes in disease states.
First, we examined a role of podocyte KAT5, a histone acetyltransferase, which acts as DNA double strand break (DSB) repair factor and also KLF4 interacting protein. We have demonstrated that podocyte KAT5 is essential for podocyte maintenance and that KAT5-mediated DNA damage repair is associated with DNA methylation status. Moreover, podocyte KAT5 is decreased in diabetic nephropathy. Additionally, we investigated endothelial KAT5 expression and DNA repair in diabetic nephropathy, indicating that KAT5-mediated DNA repair in kidney endothelial cells has a different role on pathophysiology of diabetic nephropathy compared with that in podocytes.