2023 年 2 ⽉ 28 ⽇
報道関係者各位
国⽴⼤学法⼈筑波⼤学

転写因⼦ c-Maf の発現時期の制御により糖尿病や慢性腎臓病が治療できる可能性を発⾒慢性腎臓病は、糖尿病や⾼⾎圧などの⽣活習慣病が原因で発症することが多く、⽇本の患者数は成⼈の８⼈に 1 ⼈（約 1330 万⼈）と推計されています。慢性腎臓病は、初期症状がほとんどないまま進⾏し、重症化した腎臓の機能障害は、⼼筋梗塞や脳卒中、動脈硬化症などの⼼⾎管疾患の発症リスクも著しく増加させることから、より早期に診断し、重症化の予防や治療を開始することが必要とされています。しかしながら、現在のところ、進⾏した慢性腎臓病の根本的な治療薬はありません。
本研究グループは、これまでに、転写因⼦（遺伝⼦の発現を制御するタンパク質）c-Maf が、糖尿病に対する治療効果に加えて、腎障害や⼼⾎管疾患にも関与する近位尿細管の各種膜輸送体タンパク質の発現を制御していることを発⾒しています。また、c-Maf は、胎⽣期の臓器の発達や免疫細胞の機能調節に関与することが知られていますが、成体での働きはよく分かっていません。
本研究では、糖尿病とそれに伴う腎障害を発症するモデルマウスにおいて、成体になってから全⾝で c-Maf を⽋損させたところ、糖尿病による⾼⾎糖や腎障害が改善され、腎障害の主な原因の⼀つである腎臓の酸化ストレスを減少させることを発⾒しました。すなわち、c-Maf の発現時期を制御することで、糖尿病および慢性腎臓病を改善できると考えられ、c-Maf を標的とした糖尿病および慢性腎臓病の新規治療法の開発につながる可能性が⽰唆されました。

研究代表者
筑波⼤学 医学医療系
⾼橋 智 教授

1

研究の背景腎臓には、体液の恒常性向上を担うための腎近位尿細管細胞があります。この細胞は刷⼦縁構造といわれる多くの微絨⽑突起を有し、表⾯の細胞膜には各種膜輸送体タンパク質（トランスポーター）が存在しています。それらトランスポーターは、⾎液からろ過された⽔、電解質、グルコース、アミノ酸など、⽣体にとって重要な物質の⼤部分を再吸収する役割を担っています。同時に、腎臓は、常に多量の⾎液が流れ込むことから、⾎液や⾎管の状態の影響を受けやすい臓器でもあります。そのため、糖尿病や⾼⾎圧などの⽣活習慣病や加齢によって⾎管が脆弱化すると、腎臓の機能は低下し、慢性腎臓病を発症します。しかしながら、現在のところ、進⾏した慢性腎臓病の根本的な治療薬はありません。
⼀⽅、本研究グループ（解剖学・発⽣学）は、本学腎臓内科グループと共同で、転写因⼦注 1c-Maf が、糖尿病に対する治療効果に加えて、腎障害や⼼⾎管疾患にも関与する近位尿細管の各種膜輸送体タンパク質の発現を制御していることを発⾒しています。c-Maf の機能は広く研究されており、近年、胎⽣期の臓器の発達や免疫細胞の機能調節だけでなく、成体でも重要な働きがあることが報告されています。しかしながら、c-Maf ⽋損マウスは胎⽣致死となることから、マウス成体における c-Maf の機能はほとんど解明されていません。そこで、本研究では出⽣後、時期選択的に全⾝で c-Maf を⽋損できる遺伝⼦改変マウス（c-Maf cKO マウス）を作製し、c-Maf の成体腎臓における機能解析を⾏いました。
研究内容と成果
まず、時期選択的に c-Maf を⽋損させるための薬剤を投与し、その投与後 10 ⽇に c-Maf cKO マウスの表現型を解析したところ、通常の約 50〜250 倍⾼濃度のグルコース尿（腎性尿糖）を呈することを発⾒しました（図 1 左）。また、ChIP アッセイ注 2、およびルシフェラーゼアッセイ注 3 の結果から、c-Mafが、腎臓において、グルコース再吸収に重要である 2 つのトランスポーター、Sglt2 と Glut2 を直接制御していることを⾒いだしました。さらに、腎性尿糖に加えてアミノ酸尿の傾向を⽰したことから（図１右）、腎臓を⽤いた RNA シークエンスによる解析を⾏なったところ、c-Maf は、⽔、電解質および各種栄養素を再吸収するさまざまなトランスポーターの発現、すなわち、腎臓における各種栄養素の再吸収という重要な恒常性維持機能に関与していることが明らかになりました（図２）。
次に、腎性尿糖により⾼⾎糖を改善させる⾮インスリン糖尿病治療薬である SGLT2 阻害薬、および、マウスにおける糖尿病改善が知られている Glut2 の阻害に着⽬し、糖尿病とそれに起因する腎障害を発症させたモデルマウスを⽤いて、時期特異的な c-Maf ⽋損による糖尿病への影響を確認しました。すると、糖尿病による⾼⾎糖状態が、c-Maf ⽋損により改善しており（図３）、Sglt2、Glut2 阻害薬に類似した糖尿病改善効果があることが分かりました。さらに興味深いことに、糖尿病に起因する腎障害による腎線維化も改善され、線維化の主な原因の⼀つである、腎臓の酸化ストレスを減少させることが⽰されまし
た（図４）
。
今後の展開
恒常性維持機能を担うトランスポーターは、近年、さまざまな疾患の治療標的として注⽬されており、SGLT2 阻害薬をはじめ、臨床でも使⽤されている治療薬が多く誕⽣しています。今回発⾒した c-Maf 阻害による各種トランスポーターの発現低下は、個々のトランスポーター阻害薬の効果を同時に発揮させる可能性があります。今後、c-Maf の詳細な機能解析を進めるとともに、糖尿病性腎症などの治療薬の開発を⽬指します。

2

参考図

c-Mafflox/flox

c-Maf cKO

図 1 左：タモキシフェン投与後 10 ⽇⽬の尿中グルコース(mg/dl)、および、右：アミノ酸(nmol/ml)
タモキシフェン投与により c-Maf を全⾝で⽋損した c-Maf cKO マウス（●）は、対照群 c-Maf flox/flox（○）に⽐べて、⾼濃度の尿中グルコースおよびアミノ酸を呈した。通常、グルコースとアミノ酸は、近位尿細管でほぼ 100%再吸収されるため、尿中にはほとんど検出されない。
（*** P < 0.001.）

図２ c-Maf ⽋損マウスにおける近位尿細管トランスポーター発現変動遺伝⼦
RNA シークエンスの結果から、c-Maf cKO マウスにおいて、c-Maf ⽋損により、約 30 種のトランスポーターで、遺伝⼦発現が増加（⾚丸）または減少（⻘丸）していることが明らかになった。

c-Mafflox/flox

c-Maf cKO

図３ c-Maf ⽋損による⾼⾎糖状態の改善
タモキシフェン投与前 1 週（左）に⽐べて、タモキシフェン投与後 5 週（右）の c-Maf cko マウス（●）の空腹時⾎糖(mg/dl)は顕著に減少していた。対照群 c-Maf flox/flox （○）は、タモキシフェン投与後も空腹時⾎糖の上昇、すなわち糖尿病状態の進⾏が⾒られた。
（NS: Not Significant, *** P < 0.001.）3

図４ c-Maf ⽋損による腎線維化と酸化ストレスの改善
c-Maf cKO マウス(下段)の尿細管間質部に⾒られる線維化(左列、⾚⾊部分)と腎臓⽪質部に広がる酸化ストレス（右列、⾚⾊部分）が優位に減少していた。上段はいずれも対照群。スケールバーは 100μm。
⽤語解説
注１） 転写因⼦
DNA に書き込まれた遺伝情報の RNA への転写を促進したり抑制したりする働きを持つタンパク質。
注２） ChIP アッセイ
クロマチン免疫沈降アッセイとも⾔われ、ヒストン修飾、または転写因⼦-DNA の結合相互作⽤を介して転写調節を監視することによって、ゲノムとプロテオーム（細胞内で発現しているタンパク質）間の結合を同定する⽅法。
注３）

ルシフェラーゼアッセイ

遺伝⼦は、プロモーター(DNA の塩基配列のうち、RNA の合成を触媒する酵素、タンパク質が結合した、伝令 RNA に転写の開始を指令する部分）やシグナル応答配列（c-Maf における Maf 認識領域）などによって転写量が調節されている。その転写量の調節を測定するための⽅法の⼀つ。⽬的のプロモーターの制御によって発現するルシフェラーゼ酵素（発光に伴う化学反応を触媒する酵素）からの発光量を測定することにより、プロモーター活性の解析を⾏う。
研究資⾦
本研究は、JST COI-NEXT 共創の場プロジェクト JPMJPF2017、上原記念⽣命科学財団、基盤研究 A
19H00966、⾼松宮妃癌研究基⾦によるプロジェクトの⼀環として実施されました。
掲載論⽂【題 名】 Transcription

factorc-Maf

deletion

improves

streptozotocin-induced

diabetic

nephropathy by directly regulating Sglt2 and Glut2（転写因⼦ c-Maf ⽋損は Sglt2、Glut2 の直接制御によりストレプトゾトシン誘導型糖尿病性腎症を改善する）【著者名】 Mitsunori Fujino, Naoki Morito, Takuto Hayashi, Masami Ojima, Shun Ishibashi, Akihiro
4

Kuno, Seizo Koshiba, Kunihiro Yamagata, and Satoru Takahashi【掲載誌】 JCI insight【掲載⽇】 2023 年 2 ⽉ 14 ⽇
【DOI】

10.1172/jci.insight.163306

問合わせ先【研究に関すること】
⾼橋 智（たかはし さとる）
筑波⼤学医学医療系 教授
URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/basic-med/anatomy/embryology/【取材・報道に関すること】
筑波⼤学広報局
TEL: 029-853-2040
E-mail: kohositu@un.tsukuba.ac.jp

5