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Nov 01, 2023

HIFの活性化

Morte cellulare e volume della malattia

細胞死と病気 第 14 巻、記事番号: 339 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

転写因子の低酸素誘導因子-1α (HIF-1α) は、低酸素に対する適応応答のマスター調節因子として、2 つの転写活性化ドメイン [TAD、N 末端 (NTAD) および C 末端 (CTAD)] を持っています。 腎臓病における HIF-1α NTAD の役割は認識されていますが、腎臓病における HIF-1α CTAD の正確な効果はほとんど理解されていません。 ここでは、HIF-1α CTAD ノックアウト (HIF-1α CTAD-/-) マウスを使用して、低酸素誘発腎損傷の 2 つの独立したマウス モデルを確立しました。 さらに、ヘキソキナーゼ 2 (HK2) とマイトファジー経路は、それぞれ遺伝的方法と薬理学的方法を使用して調節されます。 我々は、HIF-1α CTAD-/-が、虚血/再灌流誘発性腎損傷および片側性尿管閉塞誘発性腎症を含む、低酸素誘発性腎損傷の2つの独立したマウスモデルにおいて腎損傷を悪化させることを実証した。 機構的に、我々は、HIF-1α CTADがHK2を転写調節し、その後低酸素誘発性尿細管損傷を改善できることを発見した。 さらに、HK2欠損はマイトファジー阻害を介して重度の腎損傷に寄与する一方、ウロリチンAを用いたマイトファジー活性化はHIF-1α C-TAD-/- マウスの低酸素誘発性腎損傷を有意に防御できることが判明した。 我々の発見は、HIF-1α CTAD-HK2 経路が低酸素に対する腎臓応答の新しい機構を表しており、これが低酸素誘発性腎損傷に対する有望な治療戦略を提供することを示唆しました。

最も一般的な病態生理学的状態の 1 つである低酸素症は、さまざまな腎臓病の重大な誘発因子です [1、2]。 低酸素症の重症度と持続期間が腎臓の予後を決定することは説得力のある証拠によって示されていますが[2、3]、低酸素症に対する腎臓の正確な分子反応は依然としてほとんど謎のままです。

転写因子の低酸素誘導因子-1 (HIF-1) が低酸素に対する細胞の適応に必須であることはよく知られています [4]。これは、少なくとも 2 つの別々の酸素依存機構による翻訳後修飾によって厳密に制御されています: 水酸化プロリルヒドロキシラーゼドメイン（PHD）によるプロリン残基の分解および因子阻害HIF-1（FIH-1）によるアスパラギン水酸化[5]。 構造生物学の研究により、マスター転写因子としての HIF-1 が 2 つの転写活性化ドメイン [TAD; N 末端 (NTAD) および C 末端 (CTAD)]、それぞれ PHD および FIH-1 によって調節されます [6]。 さらに、NTAD と CTAD が異なる遺伝子を転写して、それぞれ独自の機能を実行できることが、説得力のある研究によって実証されました [6、7]。 遺伝的および薬理学的調節によって証明されるように、HIF-1 の役割は多くの腎疾患で研究されていますが、低酸素腎疾患における CTAD と NTAD の個別の機能は不明のままです。

現在、腎性貧血患者は、HIF-1α NTAD の機能を刺激する特定の PHD 阻害剤で治療されています [8]。 興味深いことに、前臨床研究では、PHD 阻害剤によって誘導される HIF-1α NTAD の活性化が、急性腎障害 (AKI) および慢性腎臓病から保護することが実証されています。 たとえば、Wu et al. [9]は、HIF-1α NTADを活性化すると腎臓が虚血/低酸素から保護されることを実証しました。 一方、HIF-1 NTAD の活性化には糖尿病性腎症に対する腎保護効果があることが確認されています [10]。 これらのデータは、HIF-1α NTAD が腎臓病に対する保護効果を提供する可能性を強く示唆しました。 しかし、低酸素性腎疾患における HIF-1α CTAD の正確な役割はよくわかっていません。

ここでは、低酸素性腎疾患における HIF-1α CTAD の潜在的な病態生理学的機能を評価するために、HIF-1α CTAD ノックアウト (HIF-1α CTAD-/-) マウスを樹立しました。 興味深いことに、我々は、HIF-1α CTAD がヘキソキナーゼ 2 (HK2) 媒介マイトファジーを通じて低酸素誘発性腎損傷を防御することを実証しました。 我々の発見は、腎臓における低酸素応答シグナル伝達に関する新たな視点を示しており、低酸素腎損傷に対する有望な治療戦略を提供するものである。

すべての動物実験は、実験動物の管理と使用に関する標準ガイドラインに従って実行され、サウスイースト大学の倫理委員会によって承認されました。 HIF-1α CTAD-/- マウスは、CRISPR/Cas9 ベースのアプローチを使用して生成されました。 HIF-1α遺伝子は相同組換えにより編集された。 簡単に言うと、Cas9 mRNA および gRNA は、インビトロ転写によって得られます。 相同組換えベクター (ドナー ベクター) は、3.0 kb の 5' 相同アームと 3.0 kb の 3' 相同アームを含む In-Fusion クローニングを使用して構築されました。 次に、Cas9 mRNA、gRNA、およびドナーベクターを C57BL/6J マウスの受精卵に顕微注入し、F0 世代マウスを取得しました。 最後に、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）増幅および配列決定によって同定されたF0世代マウスを正常なC57BL/6Jマウスと交配させて、F1世代マウスを得た。 ヘテロ接合性の親系統を交配することにより、ホモ接合性および野生型 (WT) 同腹子が得られました。 実験には雄マウス (6 ～ 8 週齢、体重 20 ～ 22 g) が使用され、腎虚血/再灌流 (I/R) 損傷および片側尿管閉塞 (UUO) 腎症のマウス モデルが以前に報告されているように確立されました [11] 、12]。 両側性 I/R 損傷の場合、微小動脈瘤クランプを使用して両方の腎茎を 35 分間クランプしました。 偽手術では、腎茎をクランプすることなく同じ外科手術が行われました。 手順全体を通じて、高感度直腸プローブを使用して体温を 36.5 °C ～ 37.0 °C の間に制御しました。 UUOの場合、マウスの左尿管を腎盂の直下で結紮した。 偽マウスには、尿管を結紮しなかったことを除いて同一の外科的処置が施された。 I/R損傷後1日目、またはUUO後3日目に全身麻酔下でマウスを安楽死させ、腎臓を採取した。

I/R損傷モデルを確立する前に、マイトファジーを誘導するために、マウスに50 mg/kg体重の用量でウロリチンA（MedChemExpress、米国ニュージャージー州モンマスジャンクション）を2日間連続経口投与した。 レンチウイルス遺伝子導入のために、HK2 (Lv-HK2) またはネガティブコントロール (Lv-NC) を発現するレンチウイルスを GenePharma (上海、中国) から入手しました。 3 日目、I/R または UUO 手術の前に、I/RI マウスの腎臓における Lv 媒介遺伝子導入を尾静脈注射 (5 × 108 TU/マウス) によって実行しました。 マウスは、I/RI後1日目、または腎茎のクランプ後3日目に安楽死させた。 続いて、血清および腎臓組織を採取した。

我々は、RNA シーケンスを使用して、I/R 損傷後の腎臓皮質における mRNA 遺伝子の発現パターンを特徴付けました。 遺伝子オントロジー (GO) および京都遺伝子・ゲノム百科事典 (KEGG; https://www.genome.jp/kegg/kegg1.html) データベースに基づくパスウェイ解析を、差次的に発現する遺伝子の機能を予測するために採用しました。

腎臓を生後 6 週齢のマウスから採取し、確立された方法を使用して初代培養のために尿細管上皮細胞 (TEC) を単離しました [13]。 TEC は、37 °C、5% CO2 および 95% O2 の加湿雰囲気中で培養されました。 低酸素損傷を誘導するために、細胞をグルコースを含まない培地中で低酸素条件（1% O2、94% N2、および 5% CO2）下で 12 時間培養しました。 低酸素処理後、細胞を酸素を含む通常の培地に戻し、2 時間再酸素化しました (低酸素/再酸素化、H/R)。 対照細胞は、通常のインキュベーター (5% CO2 および 21% O2) 内で通常の培地とともにインキュベートされました。 アデノウイルス（Ad）トランスフェクションでは、70％コンフルエントまで増殖させた細胞に、製造元の指示に従って、bHLH-PASドメインを含むAd-NCまたはAd-CTADを24時間形質導入し、その後、H/R条件に24時間曝露しました。 Ad-NCをネガティブコントロールとして使用しました。

クロマチン免疫沈降 (ChIP) アッセイは、以前の説明に従って Simple ChIP Plus 酵素クロマチン IP キット (Magnetic Beads、#9003、Cell Signaling Technology) を使用して実行されました [12]。 IPは、HIF-1αに対する抗体（ab2185、Abcam）またはネガティブコントロールとしてIgGを使用して実施されました。 HK2のプロモーター領域の特異的プライマーを用いたPCRを利用して、沈殿したDNA断片を検出した。

pSD11 ベクター内の pGL3-HRE-HK2-Luc ルシフェラーゼ レポーター プラスミド、HIF-1α (HIF-1α TAD、NTAD および CTAD を含む)、HIF-1α NTAD、および HIF-1α CTAD などのプラスミドは、GenePharma によって構築されました (中国、上海）。 HIF-1α NTAD-Gal4 および HIF-1α CTAD-Gal4 は、以前に記載されているように [14]、Addgene プラスミド #18955 の配列を Addgene プラスミド #24887 の骨格に挿入することによって構築されました。 メーカーの指示に従ってリポフェクタミン 3000 を使用して、対応するプラスミドを標的細胞にトランスフェクトしました (Invitrogen Corp.、カールスバッド、カリフォルニア州、米国)。 以前に報告されたように、ルシフェラーゼ レポーター アッセイの詳細な方法が確立されています [12]。

腎皮質を、2.5% グルタルアルデヒドおよび 4% パラホルムアルデヒドを含む固定液に浸しました。 サンプルの取り扱いと検出は、東南大学の電子顕微鏡コアラボ (H-7650、日立、日本) によって行われました。 TEC におけるマイトファジーを定量化しました。

ミトコンドリアは、ミトコンドリア単離キット (BioVision, Inc. CA, USA) を製造業者のプロトコールに従って使用して単離した。 簡単に説明すると、氷冷したPBSで洗浄した後、細胞を600gで5分間遠心分離し、1×Cytosol Extraction Bufferに再懸濁しました。 次に、ホモジナイズを 4 °C、1200 g で 10 分間遠心分離して、核と無傷の細胞を除去しました。 収集した上清を 10,000 g、4 °C で 30 分間遠心分離しました。 最後に、ペレットを1×Cytosol Extraction Bufferに再懸濁し、10,000g、4℃で30分間遠心分離してミトコンドリアを得ました。

TRIzol (Takara、日本) を使用して全 RNA を抽出し、その後、製造者の指示に従って PrimeScript RT 試薬キット (Takara) を使用して cDNA を合成しました。 ABI PRISM 7300リアルタイムPCRシステム(Applied Biosystems、米国)を使用して、リアルタイムPCR(RT-PCR)を行った。 相対的な mRNA 発現は β-アクチンに対して正規化されました。 RT-PCR 用のすべてのプライマーは補足表 1 にリストされています。

免疫組織化学染色では、pH 9.0 の抗原賦活化緩衝液 EDTA を使用して 100 °C で 15 分間加熱して抗原賦活化した後、ホルマリン固定しパラフィン包埋した腎臓の組織切片を腎損傷分子 1 に対する一次抗体とインキュベートしました ( KIM-1、MA5–28211、Invitrogen)、F4/80 (ab6640、アブカム、ケンブリッジ、マサチューセッツ州)、HK2 (ab209847、アブカム)、PTEN 誘導性推定キナーゼ 1 (PINK1、ab23707、アブカム)、Bcl-2 19- kDa 相互作用タンパク質 3 (BNIP3、ab109362、Abcam)、またはシトクロム C オキシダーゼ サブユニット I (ab14705、Abcam) を検出し、その後、メーカーのプロトコルに従ってストレプトアビジン ペルオキシダーゼ検出システム (Maixin Biotech、福州、中国) を使用して分析しました。 ジアミノベンジジン (Maixin) をホースラディッシュ ペルオキシダーゼ (HRP) 特異的基質として使用しました。

イムノブロット分析のために、腎皮質、一次 TEC、またはミトコンドリアを以前に記載されているように準備しました [11]。 抗HIF-1α（ab1、アブカム）、抗HIF-1α-C末端（ab228649、アブカム）、抗LC3（ab192890、アブカム）、抗p62（ab109012、アブカム）、抗HK2（ab209847、アブカム）、PINK1（ab23707、アブカム）、BNIP3（ab109362、アブカム）、抗COX IV（ab16056、アブカム）、および抗β-アクチン（AY0573、アブウェイズ、中国）を一次抗体として使用しました。 西洋わさびペルオキシダーゼ結合抗ウサギ免疫グロブリン G (IgG) または抗マウス IgG (Abcam) 抗体を二次抗体として使用しました。 ECL Plus 試薬を使用してシグナルを検出しました (Thermo Fisher Scientific)。 タンパク質の相対発現として表される強度値は、β-アクチンまたはCOX IVに対して正規化されました。

データは平均値 ± SEM として表示されます。 データは、SPSS バージョン 20.0 (IBM Corp.、米国ニューヨーク州アーモンク) による Student の t 検定または Mann-Whitney U 検定を使用して分析されました。 <0.05 の両側 p 値は、有意であるとみなされます。

HIF-1α C-TAD-/- マウスは、HIF-1α CTAD の病態生理学的機能を調査するために作成されました (図 1a)。HIF-1α CTAD ノックアウトの概略図を図 1b に示します。 さらに、特異的な抗HIF-1α CTAD抗体を利用して、HIF-1α CTADノックアウトの結果を裏付けました（補足図S1）。 我々は、血清クレアチニン（SCr）および血中尿素窒素（BUN）のレベルがHIF-1α CTAD-/- マウスで有意に増加していることに気づきました（図1c）。 HIF-1α CTAD-/- マウスの腎臓では、尿細管損傷のマーカーである KIM-1 の発現も増加しました (図 1d、e)。 一方、図1fに示すように、WTグループの両側腎損傷により、尿細管の壊死と剥離、細胞破片の蓄積、および円柱の形成が増加しました。 一方、これらの傷害パラメーターは、HIF-1α CTAD-/- グループで大幅に悪化しました。 さらに、これらのマウスでは、腫瘍壊死因子-α（TNF-α）、インターロイキン-1β（IL-1β）、および単球化学誘引タンパク質-1（MCP-1）のmRNA発現が上方制御されました（図1g）。 同時に、HIF-1α CTAD-/- マウスの損傷した腎臓では、より多くのマクロファージ浸潤が観察されました（図1h）。 これらのデータは、HIF-1α CTAD ノックアウトが虚血性 AKI の腎損傷を悪化させることを実証しました。

HIF-1α CTAD-/- マウスの構築戦略。 b 提案された HIF-1α CTAD KO の概略図。 c 35分間の虚血/再灌流誘発性腎損傷(I/RI)後の1日目のSCrおよびBUNレベル(n = 6)。 d KIM-1発現の定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応(qRT-PCR)分析。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 6)。 e KIM-1染色の代表的な画像(n = 6)。 スケールバー、50 μm。 f 35分間のI / RI後の1日目の代表的な組織学的変化（過ヨウ素酸シッフ[PAS]染色）（左、n = 6）。 スケールバー、100 μm。 PAS 染色に基づく尿細管損傷の定量化 (右、n = 6)。 g qRT によって評価された I/R 損傷腎臓における炎症因子 (単球走化性タンパク質-1 [MCP-1]、腫瘍壊死因子-α [TNF-α]、およびインターロイキン-1β [IL-1β]) の mRNA 発現PCR。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 6)。 h. I/R損傷マウスの代表的なF4/80染色腎臓切片(左)。 スケールバー、50 μm。 I/R損傷した腎臓に浸潤しているF4/80+マクロファージの半定量的集団（右）。 データは、6匹のマウスの平均±SEMとして示されています。 ** WT マウスに対して p 値 < 0.01 (t 検定)。

HIF-1α CTAD の病態生理学的機能は、非可逆性低酸素性腎損傷モデルである UUO でさらに評価されました。 I/RIモデルと同様に、HIF-1α CTAD-/- マウスのUUO誘発腎損傷においてKIM-1の発現が有意に増加することを観察した（図2a、b）。 組織学的に、UUOを有するHIF-1α CTAD-/-腎臓では、重度の壊死および尿細管の剥離、細胞破片の蓄積、および円柱の形成が観察された（図2c）。 一方、炎症性サイトカイン mRNA (MCP-1、TNF-α、および IL-1β mRNA) の発現は、HIF-1α CTAD-/- マウスの閉塞した腎臓で有意に増加しました (図 2d)。 並行して、そのグループではマクロファージ蓄積の有意な増加も観察されました（図2e）。 したがって、これらの結果は、HIF-1α CTAD ノックアウトが低酸素腎臓モデルにおける腎損傷を増強することを実証しました。

KIM-1発現のqRT-PCR分析。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 6)。 b UUO マウスの腎臓組織における KIM-1 発現の代表的な画像を免疫組織化学によって評価しました (n = 6)。 スケールバー、50 μm。 c UUO 後 3 日目の組織学的変化 (PAS 染色) (左、n = 6)。 スケールバー、100 μm。 PAS 染色に基づく尿細管損傷の定量化 (右、n = 6)。 d qRT-PCRによって評価されたUUO腎臓における炎症因子（MCP-1、TNF-α、およびIL-1β）のmRNA発現。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 6)。 e UUO マウスの代表的な F4/80 染色腎臓切片 (左)。 スケールバー、50 μm。 UUO 腎臓に浸潤している F4/80+ マクロファージの半定量的集団 (右)。 データは、6匹のマウスの平均±SEMとして示されています。 ** WT マウスに対して p 値 < 0.01 (t 検定)。

HIF-1α CTADノックアウトによって誘発される潜在的な有害な影響の正確なメカニズムを調査するために、ゲノムワイドな遺伝子発現解析を実施しました（図3a）。 上方制御された遺伝子と下方制御された遺伝子は火山プロットによって表示されます（図3b）。 固有のトランスクリプトームの特徴を特定し、差次的に発現される遺伝子の機能を予測するために、特徴の選択に GO (図 3c) および KEGG 分析 (図 3d) を適用しました。 興味深いことに、差次的に発現される遺伝子は、MAPK シグナル伝達、代謝、および DNA 複製に関連していることが判明しました。 HIF-1 の転写機能を考慮して、我々は、特異的にダウンレギュレートされた差次的に発現される遺伝子に焦点を当てました。

a 階層的クラスタリングは、HIF-1α CTAD KO 腎臓と I/RI を伴う WT 腎臓の間の異なる mRNA 発現プロファイリングを示します。 赤と緑の色合いは、すべてのサンプルにわたる相対的な式よりも上の式と下の式をそれぞれ示します。 b 差次的に発現された遺伝子を示す火山プロット。 上方制御された遺伝子 (赤色) と下方制御された遺伝子 (緑色) の倍率変化は < 0.6、p < 0.05 です。 c 差次的に発現される遺伝子の遺伝子オントロジーカテゴリー分析。 d 差次的に発現された遺伝子の経路濃縮分析。 e、f qRT-PCRによって検出されたI / RI（e）またはUUO（f）による腎臓におけるHK2 mRNA発現。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 6)。 g、h I/RI (g) または UUO (h) を使用した腎臓における HK2 発現のウェスタンブロット分析 (n = 6)。 i、j I/RI (i) または UUO (j) を使用した腎臓における HK2 発現の免疫組織化学的分析 (n = 6)。 スケールバー、I/RI の場合は 50 μm。 UUOの場合は100μm。 データは、6匹のマウスの平均±SEMとして示されています。 ** WT マウスに対して p 値 < 0.01 (t 検定)。

興味深いことに、我々は、必須解糖律速酵素であるHK2の発現がHIF-1α CTAD-/- マウスにおいて有意に下方制御されているようであることを発見した（図3a）。 したがって、ゲノムワイド配列解析の結果は、生体内と生体外の両方で検証されました。 我々は、転写レベルでのHK2の発現が、I/R（図3e）およびUUO（図3f）を有するHIF-1α CTAD-/- マウスの腎臓において有意に減少していることを発見した。 一方、そのタンパク質発現はウェスタンブロッティングによっても確認されました（図3g、h）。 さらに、免疫組織化学分析により、HK2が主に尿細管で発現されることが明らかになりましたが、HK2発現は、I / R（図3i）およびUUO（図3j）を有するHIF-1α CTAD-/-マウスでは大幅に減少しました。 これらのデータは、HK2 が HIF-1α CTAD によって媒介される腎保護効果に関与していることを示しました。

HK2 が主に尿細管で発現していることを考慮して、我々はその後、TEC におけるその調節機構と機能を調査しました。 HK2 mRNA（図4a）およびタンパク質（図4bおよび補足図S2a）の発現が、HIF-1α CTAD-/- マウスからの低酸素処理TECで有意に減少していることを観察しました。 一方、KIM-1 (尿細管損傷の高感度かつ特異的なマーカー) の発現の顕著な増加も観察されました (図 4c)。 さらに興味深いことに、HIF-1α CTADの過剰発現がTECにおけるHK2 mRNA（図4d）およびタンパク質（図4eおよび補足図S2b）の発現を有意に誘導することを発見した。 予想通り、KIM-1は大幅に減少しました（図4f）。 同時に、炎症性サイトカイン mRNA (MCP-1、TNF-α、および IL-1β mRNA) の発現の減少がこのグループで見つかりました (図 4g)。 これらの結果は、HIF-1α CTAD ノックアウト誘発性の HK2 阻害が重度の尿細管損傷の重要なメカニズムである可能性を示唆しました。

a、c H/Rを伴う尿細管細胞におけるHK2およびKIM-1発現のqRT-PCR分析。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 4)。 b H/R を使用した尿細管細胞における HK2 発現のウェスタンブロット分析 (n = 4)。 d、f HIF-1α CTADがアデノウイルス（Ad-CTAD）で過剰発現される前に、HK2およびKIM-1 mRNA発現をH / Rを含む一次TECで分析しました。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 4)。 e HIF-1α CTADがアデノウイルス（Ad-CTAD）で過剰発現される前の、H / Rを含む一次TECにおけるHK2発現のウェスタンブロッティング分析（n = 4）。 g HIF-1α CTADがアデノウイルス（Ad-CTAD）で過剰発現された後の、H / Rを伴う原発性TECにおける炎症因子（MCP-1、TNF-α、およびIL-1β）のmRNA発現。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 4)。 h β-ガラクトシダーゼを使用したトランスフェクション効率について補正したルシフェラーゼアッセイの結果を、4 回の別々の実験の平均±SEM として示します。 i ChIP アッセイは、HIF-1 の HK2 プロモーターへの結合を示します (n = 4)。 j HK2をアデノウイルス（Ad-HK2）で過剰発現させた後、H / Rを含む一次TECでKIM-1 mRNA発現を分析しました。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 4)。 k HK2をアデノウイルス（Ad-HK2）で過剰発現させた後の、H/Rを伴う初代TECにおける炎症因子（MCP-1、TNF-α、およびIL-1β）のmRNA発現。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 4)。 **NC グループに対して p 値 < 0.01 (t 検定またはマンホイットニー U 検定)。

続いて、HIF-1α CTAD ノックアウトによって誘導される下方制御された HK2 の根本的なメカニズムが調査されました。 インシリコ分析を利用して、HK2がHIF-1によって直接刺激されたかどうかを決定した。 興味深いことに、HK2 遺伝子座のプロモーター領域内に位置する推定上の HIF-1 結合モチーフ (5'-RCGTG-3') の存在が見つかり (補足ファイル 1)、HK2 が HIF-1α によって転写調節されている可能性があることを示しています。 ルシフェラーゼレポーターアッセイによれば、HIF-1α CTADは対照と比較してHK2活性を有意に誘導し(図4h)、これはHIF-1α CTADによるHK2の転写制御を示している。 in vivo で HK2 のプロモーター領域に HIF-1α CTAD が存在することを確認するために、ChIP アッセイを実施しました。 予想通り、我々は、HIF-1α CTAD結合がWTマウスの腎臓ではこのプロモーター上で濃縮されるが、HIF-1α CTAD-/- マウスの腎臓では濃縮されないことを発見し（図4i）、HIF-1α-CTAD-/-マウス間の直接相互作用を確認した。低酸素損傷に応答した 1α と HK2。

その後、低酸素 TEC における HK2 の潜在的な機能も決定されました。 HK2 はアデノウイルス ベクターを使用して過剰発現されました。 興味深いことに、KIM-1 mRNA（図4j）およびタンパク質（補足図S3）の発現の大幅な減少が観察されました。 同時に、HK2が過剰発現すると、炎症性サイトカインmRNA（MCP-1、TNF-α、およびIL-1β mRNA）の発現も大幅に減弱しました（図4k）。 まとめると、HIF-1α CTAD-HK2 経路は、低酸素誘発性尿細管損傷からの保護において重要な役割を果たしています。

HIF-1α C-TAD ノックアウト条件下での I/R 誘発腎損傷における HK2 の役割を理解するために、Lv-HK2 を使用して I/RI を有する HIF-1α C-TAD-/- マウスにおける HK2 過剰発現を実施しました。注射。 驚くべきことに、Lv-HK2注射を受けたマウスではSCrおよびBUNレベルが大幅に低下していることがわかりました（図5a）。 KIM-1の発現は、そのグループの腎臓で減少しました(図5bおよび5c)。 一方、過ヨウ素酸シッフ（PAS）染色でも腎損傷の改善が示されました（図5d）。 さらに、ウェスタンブロッティングで示されたように、HK2の過剰発現は腎皮質組織におけるMCP-1、TNF-α、およびIL-1βのmRNAの発現を減少させました（図5e）。 さらに、図5fに示すように、マクロファージ浸潤の数が顕著に減少しました。 これらのデータは、HK2 の過剰発現が HIF-1α CTAD ノックアウト条件下で I/R 誘発腎損傷を防御できることを明らかに示しました。

a Lv-HK2投与後に35分間のI/RIを受けたHIF-1α CTAD-/- マウスにおけるScrおよびBUNレベル（n = 6）。 b Lv-HK2投与後に35分間のI/RIを受けたHIF-1α CTAD-/- マウスにおけるKIM-1発現のqRT-PCR分析。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 6)。 c腎臓組織におけるKIM-1発現の代表的な画像を免疫組織化学によって評価しました（n = 6）。 スケールバー、50 μm。 d 代表的な組織学的変化（PAS 染色）（左、n = 6）。 スケールバー、100 μm。 PAS 染色に基づく尿細管損傷の定量化 (右、n = 6)。 e Lv-HK2を注射したHIF-1α CTAD-/- マウスの腎臓組織における炎症因子（MCP-1、TNF-α、およびIL-1β）のmRNA発現（n = 6）。 f. 免疫組織化学および腎臓に浸潤している F4/80+ マクロファージの半定量的集団 (n = 6)。 スケールバー、100 μm。 **p 値 < 0.01 対 Lv-NC。 データは、6匹のマウスの平均±SEMとして表されます。 Lv-NC を対照として使用しました (t 検定)。

UUO 誘発腎損傷における HK2 の機能も研究されました。 予想通り、HK2過剰発現のあるUUOマウスの腎臓ではKIM-1発現が減少しました（図6a、b）。 PAS 染色により、腎損傷の改善が明らかになりました (図 6c)。 一方、HK2過剰発現マウスの腎皮質組織では、MCP-1、TNF-α、およびIL-1βのmRNA発現も下方制御されました（図6d）。 さらに、図6eに示すように、浸潤マクロファージの数が大幅に減少しました。 したがって、これらのデータは、HK2 の過剰発現が HIF-1α CTAD ノックアウト条件下で I/R 誘発腎損傷を防止できることを明らかにしました。

Lv-HK2を注射したHIF-1α CTAD-/- マウスのUUO腎臓におけるKIM-1発現のqRT-PCR分析。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 6)。 b. 腎臓組織における KIM-1 発現の代表的な画像を免疫組織化学によって評価しました (n = 6)。 スケールバー、50 μm。 c 代表的な組織学的変化（PAS 染色）（左、n = 6）。 スケールバー、100 μm。 PAS 染色に基づく尿細管損傷の定量化 (右、n = 6)。 d Lv-HK2を投与したHIF-1α CTAD-/- マウスのUUO腎臓組織における炎症因子（MCP-1、TNF-α、およびIL-1β）のmRNA発現（n = 6）。 e 免疫組織化学および腎臓に浸潤している F4/80+ マクロファージの半定量的集団 (n = 6)。 スケールバー、50 μm。 **p 値 < 0.01 対 Lv-NC。 データは、6匹のマウスの平均±SEMとして表されます。 Lv-NC を対照として使用しました (t 検定)。

次に、HK2 欠損により誘発される低酸素性腎障害のメカニズムを、HIF-1α CTAD ノックアウト条件下でさらに調査しました。 HK2 はエネルギー代謝において重要な解糖酵素であるため、我々は重要な解糖代謝産物を初めて検出しました。 興味深いことに、2つのグループ間で乳酸塩とピルビン酸塩のレベルに差がないことがわかりました（補足図S4）。 最近の研究では、HK2 が代謝とオートファジーを結び付ける重要な調節因子として機能していることが判明しました。 したがって、我々は、HK2欠損症によって引き起こされる重度の低酸素性腎損傷がマイトファジーの欠陥と関連している可能性があると提案しました。 興味深いことに、LC3-II発現の有意な減少が、I / RI（図7aおよび補足図S5a）およびUUO（図7bおよび補足図S5b）を有するHIF-1α CTAD-/- マウスの腎臓皮質で観察されました。 ）、これはマイトファジー障害のマーカーである p62 の発現増加と一致しました。 一方、I/RIマウスの腎臓皮質のTEM分析によると、HIF-1α CTADノックアウトは、WT群と比較してTEC内のオートファゴソームとオートリソソームのレベルの低下、およびミトコンドリアを囲むオートファゴソーム/オートリソソームの数を誘導した（図1）。 .7c)およびUUO(図7d)。 並行して、チトクロムCオキシダーゼサブユニットI発現（図7e、f）およびミトコンドリア呼吸鎖複合体I酵素活性の減少が観察されました（補足図S6）。 次に、レンチウイルス ベクターを使用して HK2 発現を刺激し、マイトファジー制御における HK2 の潜在的な役割を決定しました。 興味深いことに、Lv-HK2を投与した腎臓皮質では、LC3-II発現の顕著な減少とp62発現の増加が減弱されました（補足図S7）。 予想通り、図7g、hに示すように、マイトファジーの変化はTEMによっても確認されました。

a、b I/RI または UUO を使用した腎臓における LC3 および p62 発現のウェスタンブロット分析 (n = 6)。 c、d I / RIまたはUUOを持つマウスの尿細管内のミトコンドリアの代表的なTEM画像（n = 6）。 スケールバー、1 μm。 e、f 腎臓切片におけるチトクロム c オキシダーゼ サブユニット I (MT-CO1) 発現の免疫組織化学的分析 (n = 6)。 スケールバー、50 μm。 g、h Lv-HK2投与後のI/RIまたはUUOによるHIF-1α CTAD KOマウスの尿細管内のミトコンドリアの代表的なTEM画像（n = 6）。 スケールバー、1 μm。 i、j I/RIまたはUUOを有するマウスの尿細管内のミトコンドリアの代表的なBNIP3画像（n = 6）。 スケールバー、50 μm。 k、l I/RIまたはUUOを有するマウスの尿細管内のミトコンドリアの代表的なPINK1画像（n = 6）。 スケールバー、I/RI の場合は 50 μm。 UUOの場合は100μm。 WT または Lv-NC グループを対照として使用しました。

その後、HK2 媒介マイトファジーの正確なメカニズムが調査されました。 マイトファジーは主にユビキチン (Ub) 依存性 (PINK1/パーキン) または Ub 非依存性 (HIF-1/BNIP3) 開始経路を通じて達成されることはよく知られています。 したがって、我々の研究では 2 つの経路が検出されました。 興味深いことに、HIF-1α CTADがノックアウトされた場合、HIF-1αの直接の下流標的であるBNIP3のレベルは影響を受けないことがわかりました（図7i、j）。 しかしながら、PINK1の発現は、I/RI(図7k)およびUUO(図7l)を有するHIF-1α CTAD-/-マウスの腎臓において有意に減少した。 一方、ミトコンドリア内のPINK1とBNIP3のレベルも調べました。 一貫して、PINK1のレベルは、I / RIおよびUUOを有するHIF-1α CTAD-/-マウスの腎臓から単離されたミトコンドリアで大幅に減少しましたが、BNIP3のレベルは影響を受けませんでした（補足図S8）。 さらに、PINK1 が HK2 によって調節されていることを確認するために、HK2 が過剰発現したときに PINK1 が検出されました。 興味深いことに、PINK1発現の有意な増加が観察されました（補足図S9）。 まとめると、これらのデータは、HK2 欠損によって誘導されるマイトファジー阻害が TEC における低酸素によって誘導される傷害を促進することを示しました。

ヒトのマイトファジーを刺激することによってミトコンドリアの健康の改善を誘導することが証明されている特異的マイトファジー活性化因子であるウロリチン A (UA) [15] は、I/RI を有する HIF-1α CTAD-/- マウスのマイトファジーを活性化するために使用され、確認されました。インビボでの低酸素誘発性腎損傷に対するマイトファジーの機能的影響。 まず、尿細管細胞におけるマイトファジーの活性化が成功したことが確認されました（補足図S10）。 我々は、UAを投与されたマウスではSCrおよびBUNのレベルが低下していることを発見した（図8a）。 腎保護効果と一致して、KIM-1の発現低下も観察されました（図8b）。 一方、図8cに示すように、尿細管の壊死と剥離、細胞破片の蓄積、および円柱の形成は、UA治療によるI / R誘発性腎損傷において著しく軽減されました。 さらに、そのマウスでは炎症性サイトカイン mRNA (TNF-α、IL-1β、および MCP-1 mRNA) の発現も下方制御されていました (図 8d)。 同時に、UAで治療した損傷した腎臓ではマクロファージ浸潤の減少が観察されました（図8e）。 これらのデータは、HIF-1α CTAD ノックアウトの条件下で、マイトファジーの活性化が低酸素誘発性腎損傷を防止することを示しました。

a UA投与を伴う35分間のI/RIを受けたHIF-1α CTAD-/- マウスにおけるSCrおよびBUNレベル（n = 6）。 b KIM-1発現のqRT-PCR分析。 相対レベルはβ-アクチンに対して正規化されました (n = 6)。 c 代表的な組織学的変化（PAS 染色）（左、n = 6）。 スケールバー、100 μm。 PAS 染色に基づく尿細管損傷の定量化 (右、n = 6)。 d UAで処理したHIF-1α CTAD-/- マウスの腎臓組織における炎症因子（MCP-1、TNF-α、およびIL-1β）のmRNA発現（n = 6）。 e 免疫組織化学および腎臓に浸潤している F4/80+ マクロファージの半定量的集団 (n = 6)。 スケールバー、100 μm。 ** p 値 < 0.01 対車両。 データは、6匹のマウスの平均±SEMとして表されます。 ビヒクルは対照として機能した(t検定)。

低酸素に対する細胞適応のマスター転写因子である HIF-1 は、低酸素誘発性腎疾患に対する防御において重要な役割を果たしていますが [16]、低酸素腎疾患に対する HIF-1α CTAD の正確な効果は依然として不明です。 この研究では、HIF-1α CTADがHK2の転写制御を通じて低酸素誘発性腎疾患に対して保護的な役割を発揮できることを初めて実証しました。 さらに、我々は、HIF-1α CTAD-HK2 経路が、低酸素に対する腎臓の反応についてこれまで認識されていなかった機構である PINK1 媒介マイトファジーを維持することにより、低酸素誘発性腎損傷を防止することを発見しました。

低酸素は腎臓病の発症における最も重要な誘発因子の 1 つであり、その後の腎炎症や線維化と密接に関連しています [1、17]。 HIF-1 は低酸素に応答して急速に活性化され、低酸素誘発性腎損傷の結果を決定しました [18]。 さらに興味深いことに、遺伝的アプローチまたは薬理学的戦略による尿細管HIF-1シグナル伝達の活性化により、腎保護効果が得られる可能性があることが実証されている[19、20、21]。 しかし、研究の増加により、HIF-1の活性化が標的遺伝子を直接制御することによって腎損傷および修復に対して多面的な効果を示すことが判明した[22]。 一方、我々の以前の研究では、腎臓病に対するHIF-1の二相効果も明らかになった[23]。 最近、腎臓から低酸素へのシグナル伝達経路には生理学的不均一性があることが認識されており、これにより腎臓疾患の新たな理解が得られる可能性がある[24]。 したがって、低酸素性腎疾患における HIF の正確な病因を解明することが最も重要です。

以前の研究では、Chowdhury et al. [25] は、HIF-1α のさまざまなドメインを活性化することで HIF-1 の機能を細かく調節できる可能性があることを示唆しました。 構造生物学の研究では、HIF-1α が 2 つの転写活性化ドメイン (NTAD および CTAD) を有しており、これらが異なる遺伝子を転写して独自の機能を実行できることが実証されています [6、7、26]。 最近、伊藤ら。 [27]は、PDH阻害剤によって誘導されるHIF-1α NTADの活性化が、グリコーゲン貯蔵の上方制御を通じて腎臓を虚血から保護することを示した。 しかし、腎臓疾患における HIF-1α CTAD の機能は依然として不明です。 本研究では、HIF-1α CTAD-/- マウスを用いて、低酸素誘発性腎疾患における HIF-1α CTAD の機能を調べた。 興味深いことに、HIF-1α CTAD-/- は、I/R および UUO 誘発腎損傷のマウス モデルにおいて腎損傷を悪化させることが判明しました。 さらに、低酸素誘発性腎損傷は、HIF-1α CTAD の過剰発現によって大幅に軽減されました。 したがって、HIF-1α CTAD の活性化は低酸素に対する腎臓の重要な反応の 1 つであり、尿細管 HIF-1α CTAD は低酸素誘発性腎損傷の予防において極めて重要な役割を果たします。

これは以前に Baumann らによって報告されました。 [14] HIF-1α NTAD は、COL1A2 のプロモーター内の機能的低酸素応答エレメントに結合して糸球体硬化症を促進することにより、COL1A2 を転写調節する可能性があると考えられています。 一方、HIF CTAD ノックアウトは HIF 依存性の転写活性化機能に影響を与えないことが、説得力のある証拠により明らかになりました [28]。 したがって、我々は、HIF-1 CTAD が特定の標的遺伝子を転写することによって腎臓疾患において腎臓を保護する役割を果たしているという仮説を立てています。 興味深いことに、mRNA配列決定により、HIF-1α CTAD-/- マウスにおいてHK2が有意に減少していることが観察された。 さらに、HIF-1α CTAD が HK2 の転写応答を調節し、低酸素誘発性腎損傷の予防に重要な役割を果たすことを発見しました。 私たちの発見に関連して、Chan et al. [7] また、HK2 が低酸素腫瘍細胞において主に HIF-1α CTAD によって調節されていることも確認しました。 したがって、HIF-1α CTAD-HK2 経路は、低酸素損傷に対する腎臓の重要な分子応答である可能性があります。 我々の知る限り、これは低酸素誘発性腎損傷におけるHIF-1α CTADの役割を特徴づけた最初の研究であり、低酸素に対する腎臓の反応についての洞察が深まった。

では、HK2欠損による腎障害悪化の正確なメカニズムは何でしょうか？ HK2 がエネルギー代謝において極めて重要な役割を果たす解糖経路の律速必須酵素であることを考慮し [29]、我々は、HK2 を介したエネルギー代謝の再プログラミングが HIF-1α CTAD を介した潜在的な正確なメカニズムである可能性があると仮説を立てました。腎保護。 驚くべきことに、HIF-1α CTADノックアウトに起因するHK2欠損はエネルギー代謝に変化を引き起こさないことを発見しました。 以前の研究では、HK2 が解糖とオートファジーを統合して心筋細胞に細胞保護を与えていることが示唆され [30]、脱分極したミトコンドリアへのパーキンの補充に必要である [31]。 したがって、我々は、HIF-1α CTAD誘発性腎保護は、腎臓恒常性の維持に重要なマイトファジーによって媒介される可能性があると仮説を立てた[32]。 実際、HIF-1α CTAD-/- マウスではマイトファジーの有意な減少が観察されました。 一方、この発見は、特定のマイトファジー活性化因子を投与することによって確認されました。 これらは、マイトファジーの活性化が腎虚血/低酸素損傷を防ぐという以前の研究の結果と一致していた[33、34]。 興味深いことに、Tan ら。 [35] また、HK2 が急性心筋 I/R モデルにおいてマイトファジーを引き起こすセンサーとして機能する可能性があることも発見しました。 したがって、HK2 欠損媒介性マイトファジー阻害が、HIF-1α CTAD ノックアウト誘発性腎損傷における重要な機構であることが証明されています。

特に、HK2 は、エネルギー代謝、特に解糖における基本的な役割に加えて、生存シグナル伝達関係の構成要素としてますます認識されています [36]。 今回我々は、HK2を介したマイトファジーが低酸素誘発性腎障害を軽減することを発見し、HK2がエネルギー代謝とマイトファジーを統合することで低酸素性腎疾患の病態生理中に細胞保護を与えていることを示唆している。 しかし、HK2 の解糖作用とオートファジー作用の間の切り替えを何が引き起こすのかは依然として不明です。 いくつかの証拠により、内在性 HK2 枯渇細胞におけるキナーゼ死滅 HK2 がグルコース存在下でオートファジーを刺激することが明らかになり [37]、これは HK2 のオートファジー効果がその触媒活性によって抑制されることを示しています。 ただし、その正確なメカニズムを解明するにはさらなる研究が必要です。

まとめると、多くの熱心な研究者や医師の多大な努力にもかかわらず、腎臓病における低酸素に対する HIF-1 の正確な分子反応はまだ解明されていません。 この研究では、尿細管HIF-1α CTADがHK2を転写上方制御することによって低酸素誘発性腎損傷を防止し、HK2がマイトファジーを増強し、その後腎保護に重要な役割を果たすことを実証しました（図9）。 これらの発見は、低酸素に対する腎臓の分子機構に関する新たな洞察を示唆し、低酸素応答シグナル伝達を強化し、低酸素腎損傷に対する刺激的な介入標的を提供する可能性がある。

低酸素誘発性腎損傷中、尿細管 HIF-1α CTAD は HK2 媒介マイトファジーを活性化することで腎損傷を防ぎます。

著者らは、論文の結論を裏付けるデータが論文とその補足資料に提示されていることを確認しています。 この論文に関連する追加データは、責任著者から入手できます。

Wang B、Li ZL、Zhang YL、Wen Y、Gao YM、Liu BC、他低酸素症と慢性腎臓病。 Eバイオメディシン。 2022;77:103942。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ウラーMM、バジルDP。 急性腎損傷から慢性腎疾患への進行における腎低酸素症の役割。 セミンネフロール。 2019;39:567–80。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

シェーデル J、ラトクリフ PJ. 低酸素シグナル伝達のメカニズム: 腎臓学への新たな意味。 ナット・レヴ・ネフロル。 2019;15:641–59。

論文 PubMed Google Scholar

リー P、シャンデル NS、サイモン MC。 低酸素誘導因子などを介した低酸素に対する細胞の適応。 Nat Rev Mol Cell Biol. 2020;21:268–83。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li Z、You Q、Zhang X. 低酸素誘導因子経路の小分子モジュレーター: 開発と治療への応用。 J Med Chem. 2019;62:5725–49。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ダヤン F、ルー D、ブラヒミホルン MC、プイセギュール J、マズール NM。 酸素センサー因子を阻害する低酸素誘導因子-1 は、低酸素誘導因子-1α の二機能性転写特性を通じて、異なる遺伝子の発現を制御します。 がん研究所 2006;66:3688–98。

論文 CAS PubMed Google Scholar

チャン MC、アイロット NE、シェーデル J、シムズ D、タンバー A、リップル K、他。 低酸素誘導因子 (HIF) プロリルおよびアスパラギニルヒドロキシラーゼを阻害することにより、低酸素に対する転写応答を調整します。 Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ． 2016;291:20661–73。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ロカテッリ F、ベッキオ LD。 慢性腎臓病における貧血管理に最適な薬剤の探索。 J Am Soc ネフロル。 2022;33:662–4。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Wu M、Chen W、Miao M、Jin Q、Zhang S、Bai M 他抗貧血薬 FG4592 は、血管再生と抗酸化能力を改善することにより、AKI から CKD への移行を遅らせます。 Clin Sci (ロンドン)。 2021;135:1707–26。

論文 CAS PubMed Google Scholar

菅原正人、田中真司、田中哲也、斉藤英人、石本裕也、若島拓也、他プロリルヒドロキシラーゼドメイン阻害剤は、肥満 2 型糖尿病マウスの代謝障害および関連する腎疾患を防ぎます。 J Am Soc ネフロル。 2020;31:560–77。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tang TT、Wang B、Wu M、Li ZL、Feng Y、Cao JY 他虚血性AKIに対する新規ナノ治療薬としての細胞外小胞カプセル化IL-10。 科学上級 2020;6:eaaz0

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li ZL、Lv LL、Tang TT、Wang B、Feng Y、Zhou LT、他。 エキソソーム マイクロ RNA-23a 発現を誘導する HIF-1α は、尿細管間質炎症における尿細管上皮細胞とマクロファージ間のクロストークを媒介します。 腎臓内科 2019;95:388–404。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Luo C、Zhou S、Zhou Z、Liu Y、Yang L、Liu J 他 Wnt9a は、尿細管上皮細胞の細胞老化を促進することにより腎線維症を促進します。 J Am Soc ネフロル。 2018;29:1238–56。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

バウマン B、林田 T、梁 X、シュナパー HW。 低酸素誘導因子-1αは糸球体硬化症を促進し、Smad3との相互作用を通じてCOL1A2発現を調節します。 腎臓内科 2016;90:797–808。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Andreux PA、Blanco-Bose W、Ryu D、Burdet F、Ibberson M、Aebischer P、他。 マイトファジー活性化因子のウロリチン A は安全で、ヒトのミトコンドリアと細胞の健康状態を改善する分子サインを誘導します。 ナットメタブ。 2019;1:595–603。

論文 CAS PubMed Google Scholar

カピツィノウ PP、ハーセ VH。 腎臓における虚血プレコンディショニングの分子機構。 Am J Physiol 腎生理学。 2015;309:F821–834。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ヘイマン SN、ゴレリック Y、ゾルバベル D、ローゼンバーガー C、アバシ Z、ローゼン S、他溺死寸前: ヒトの低酸素性急性腎障害に対する新たな視点。 ネフロールダイヤル移植。 2020;35:206–12。

CAS PubMed Google Scholar

Li ZL、Wang B、Wen Y、Wu QL、Lv LL、Liu BC。 低酸素反応の障害と腎臓疾患におけるその影響。 抗酸化酸化還元シグナル。 2022;37:936–55。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ヴァイデマン A 、ベルンハルト WM 、クランケ B 、ダニエル C 、ブッフホルツ B 、カンペアン V など。 HIF の活性化により、急性腎障害から保護されます。 J Am Soc ネフロル。 2008;19:486–94。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Schley G、Klanke B、Schödel J、Forstreuter F、Shukla D、Kurtz A、他。 太い上行肢における低酸素誘導性の転写因子の安定化により、虚血性急性腎損傷が防止されます。 J Am Soc ネフロル。 2011;22:2004–15。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hill P、Shukla D、Tran MG、Aragones J、Cook HT、Carmeliet P、他。 低酸素誘導因子ヒドロキシラーゼの阻害により、腎虚血再灌流傷害から保護されます。 J Am Soc ネフロル。 2008;19:39–46。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

マクスウェル PH、エッカート KU。 腎性貧血などの治療のためのHIFプロリルヒドロキシラーゼ阻害剤。 ナット・レヴ・ネフロル。 2016;12:157–68。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Li ZL、Lv LL、Wang B、Tang TT、Feng Y、Cao JY 他 KLF5調節経路によって媒介される尿細管間質性線維症に対するMK-8617の線維化促進効果。 FASEB J. 2019;33:12630–43。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Scholz H、Boivin FJ、Schmidt-Ott KM、Bachmann S、Eckardt KU、Scholl UI、他。 腎臓の生理機能と急性腎障害に対する感受性：腎保護への影響。 ナット・レヴ・ネフロル。 2021;17:335–49。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Chowdhury R、Leung IK、Tian YM、Abboud MI、Ge W、Domene C、他。 HIFプロリルヒドロキシラーゼの酸素分解ドメイン選択性の構造基盤。 ナットコミューン。 2016;7:12673。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tal R、Shaish A、Bangio L、Peled M、Breitbart E、Harats D。 C トランス活性化ドメインの活性化は、最適な HIF-1 α 媒介転写および血管新生効果に不可欠です。 マイクロバスク解像度 2008;76:1–6。

論文 CAS PubMed Google Scholar

伊藤 M、田中 T、石井 T、若島 T、福井 K、南学 M. プロリルヒドロキシラーゼ阻害は、グリコーゲン貯蔵の上方制御を介して虚血から腎臓を保護します。 腎臓内科 2020;97:687–701。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Yan Q、Bartz S、Mao M、Li L、Kaelin WG Jr. 低酸素誘導性因子 2α の N 末端および C 末端トランス活性化ドメインは、in vivo で腎腫瘍形成を促進するために協力します。 モルセルバイオル。 2007;27:2092–102。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lan R、Geng H、Singha PK、Saikumar P、Bottinger EP、Weinberg JM 他虚血性AKI後の近位尿細管萎縮中のミトコンドリアの病理と解糖シフト。 J Am Soc ネフロル。 2016;27:3356–67。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tan VP、Miyamoto S. HK2/ヘキソキナーゼ II は解糖とオートファジーを統合して細胞保護を与えます。 オートファジー。 2015;11:963–4。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

マッコイ MK、カガノビッチ A、ルデンコ IN、ディン J、クックソン MR. ヘキソキナーゼ活性は、脱分極したミトコンドリアへのパーキンの補充に必要です。 フン・モル・ジュネット。 2014;23:145–56。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Tang C、Livingston MJ、Liu Z、Dong Z. 腎臓の恒常性と疾患におけるオートファジー。 ナット・レヴ・ネフロル。 2020;16:489–508。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tang C、Han H、Yan M、Zhu S、Liu J、Liu Z 他マイトファジーのPINK1-PRKN/PARK2経路が活性化され、腎虚血再灌流傷害から保護されます。 オートファジー。 2018;14:880–97。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tang C、Han H、Liu Z、Liu Y、イン L、Cai J 他 BNIP3 媒介マイトファジーの活性化により、腎虚血再灌流傷害が防止されます。 細胞死障害 2019;10:677。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Tan VP、Smith JM、Tu M、Yu JD、Ding EY、Mimoto S. ミトコンドリア HK-II の解離はマイトファジーを誘発し、虚血に対する心臓保護を与えます。 細胞死障害 2019;10:730。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Roberts DJ、Miyamoto S. ヘキソキナーゼ II はエネルギー代謝と細胞保護を統合します: ミトコンドリアへの作用とオートファジーへの TORCing。 細胞死は異なります。 2015;22:248–57。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Roberts DJ、Tan-Sah VP、Ding EY、Smith JM、Miyamoto S. ヘキソキナーゼ II は、TORC1 阻害を通じてグルコース飢餓誘発オートファジーを正に制御します。 モルセル。 2014;53:521–33。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

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この研究は、中国国立自然科学財団 (82000648) からの助成金によって支援されました。 中国国家自然科学財団の主要プログラム (82030024 および 82230022)。 江蘇省自然科学財団（BK20200363）、東南大学優秀青少年育成財団（2021ZDYYYQPY07）、江蘇省革新的・起業家人材（博士）、山東省自然科学財団（ZR2022MH161）、臨床医学+ 青島大学付属病院の X プロジェクト (3390)。 責任著者は、出版に提出する決定に対して最終的な責任があることを確認しています。

中国江蘇省南京の東南大学医学部中大病院腎臓研究所

Zuo-Lin Li、Yue Zhang、Yi-Lin Zhang、Wei-Jie Ni、Tao-Tao Tang、Gui-Hua Wang、Bin Wang、Lin-Li Lv、Qiu-Li Wu、Yi Wen & Bi-Cheng Liu

中国山東省青島市青島大学附属病院腎臓内科

リン・ディン & ルイシア・マー

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ZLL、RXM、および BCL は研究を設計し、実験を実施し、データを分析し、論文を執筆および編集しました。 LD、YZ、YLZ、WJN、TTT は実験を実施し、データを分析しました。 GHW、BW、LLL、QLW、YW はデータを分析し、図を作成し、論文を編集しました。 著者全員が論文の最終版を承認しました。

Rui-Xia Ma または Bi-Cheng Liu への通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

発行者注記 Springer Nature は、発行された地図および所属機関の管轄権の主張に関して中立を保っています。

ボリス・ジヴォトフスキー教授編集

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転載と許可

リー、ZL.、ディン、L.、マ、RX。 他。 HIF-1α C 末端トランス活性化ドメインの活性化は、ヘキソキナーゼ 2 媒介マイトファジーを介して低酸素誘発腎損傷から保護します。 細胞死ディス 14、339 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41419-023-05854-5

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受信日: 2022 年 12 月 18 日

改訂日: 2023 年 4 月 7 日

受理日: 2023 年 5 月 5 日

公開日: 2023 年 5 月 24 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41419-023-05854-5

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