本年度は、腎臓におけるヒストンアセチル化を介したエピゲノム制御機構に関する研究の３年計画の最終年度であった。まず糸球体上皮細胞（ポドサイト）におけるヒストンアセチル化酵素KAT5の役割に関して、（１）KAT5を介したDNA損傷修復はポドサイト維持に必須であり、（２）糖尿病性腎症におけるポドサイト障害、尿蛋白に、ポドサイトKAT5低下によるDNA損傷低下が関与していることを報告した。さらに（３）KAT5を介したDNA損傷修復がDNAメチル化変化形成に関連している可能性を示した（Hishikawa A, Hayashi K (corresponding author), et al. Cell Reports, 2019）。本研究によりDNA損傷修復環境がDNAメチル化というエピゲノム変化形成に関連する可能性があるという興味深い結果を得ることができた。
次に、DNA損傷修復機構は細胞特異性が高いことから、KAT5を介したDNA損傷修復の腎臓血管内皮細胞における役割に注目して検討を行った。血管内皮細胞特異的KAT5ノックアウト（KO）マウス（VE cadherin-Cre KAT5 fl/fl）を作成したところ、ポドサイト特異的KAT5KOマウスがネフローゼ症候群、腎不全を呈して６週齢前後で死亡したのに対して、血管内皮細胞特異的KOマウスは全く腎表現型の変化を認めなかった。高食塩負荷によるDNA損傷の既報に基づき、同マウスに高食塩負荷を行ったが、予想に反して尿アルブミンや腎組織所見に有意差は認めなかった。従って、血管内皮細胞にKAT5は発現しているものの、ポドサイトとは異なり、高食塩負荷によるDNA損傷修復においては主要な役割を果たしていない可能性が考えられた。
This is the last year of the research grant regarding 'investigation of epigenetic regulation through histone acetyltransferases in chronic kidney disease'. First, we have examined about a role of histone acetyltransferase KAT5 in glomerular podocytes. We have reported that KAT5-mediated DNA damage repair is essential for podocyte maintenance and that decreased KAT5 expression impairs DNA repair and altered DNA methylation in diabetic nephropathy podocytes (Hishikawa A, Hayashi K (corresponding author), et al. Cell Reports, 2019). These results provide an interesting concept that an environment of DNA damage repair may affect epigenetic changes such as DNA methylation in in vivo models.
Next, we generated endothelial cell-specific KAT5 knockout (KO) mice (VE cadherin-Cre KAT5 fl/fl) to examine a possible role of KAT5-mediated DNA damage repair in endothelial cells. Different from the phenotype of podocyte-specific KAT5 KO mice, which showed large amount of proteinuria, endothelial cell-specific KAT5 KO mice showed no significant phenotypical changes in the kidney. Based on previous reports that high salt may cause DNA damage, we treated the endothelial KAT5 KO mice and wild type controls with high salt diet. Unexpectedly, no significant changes were observed in renal phenotypes of the KO mice compared to controls, suggesting that KAT5 may not be an essential DNA repair factor in endothelial cells with high salt-induced DNA damage.
|
