正常および異常腎発生におけるMAPキナーゼの意義-器官培養を用いた検討-

【目的】Mitogen-activated protein kinase (MAPキナーゼ)ファミリーは細胞内情報伝達において中心的役割を果たす酵素である。Extracellular-signal regulated kinase (ERK)は増殖因子刺激で活性化され細胞増殖・分化を、p38MAPキナーゼ(p38)・c-Jun N-terminal kinase (JNK)は浸透圧や紫外線などのストレス、サイトカイン刺激でストレス応答・細胞増殖抑制・アポトーシスを媒介する。腎発生、特にネフロン形成過程において広汎な細胞増殖、アポトーシスが生じることからMAPキナーゼの関与が推測される。私達はラット腎発生過程においてMAPキナーゼの発現が、時間的・空間的な調節を受けていることを報告した。特にERK、p38は胎児腎で著明に発現し、腎発生分化の初期過程に関与している可能性が示唆された(Kidney Int. 2001)。今回、ERK、p38の腎発生における機能的意義を器官培養を用い検討した。【方法】胎生15日ラット腎をERK活性化酵素MEK阻害剤PD98059(PD)300μM、U0126(U)10μM、p38阻害剤SB203580(SB)30μM存在下で4日間器官培養した。腎の成長を腎サイズ測定、尿管芽の成長をD.biflorus lectinの蛍光染色、内部構造をパラフィン切片のHE染色、細胞増殖を抗Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA)抗体による免疫組織染色と[H^3]チミジン取り込み、アポトーシスをTUNEL染色・抗ssDNA抗体による免疫組織染色・DNAラダーの検出、間葉細胞の分化を抗Wilms'Tumor-1抗体による免疫組織染色でそれぞれ評価した(n=9)。【結果】腎の成長:PD、Uでは対照と有意差を認めず、SBでは有意に抑制された。尿管芽染色:分枝数には4群間で差を認めず、管腔の狭小化をPD・Uで、軽度の拡大をSBで認めた。HE染色:対照とPDでcomma-、S-shapedbodyを認めたが、SBではネフロン様細胞塊のみ認めた。細胞増殖:PDとUでは対照と有意差無く、SBで有意な増殖抑制を認めた。アポトーシス:PDとUで軽度、SBで著明にアポトーシスの増加を認めた。間葉細胞の分化:PDでは対照と有意差なく、SBでは分化は抑制された。【総括】本研究からERKとp38が腎発生初期過程に必要であり、ERKは尿管芽の成長と糸球体形成に、p38は腎サイズの成長と糸球体形成に関与することが示唆された。

【目的】Mitogen-activated protein kinase (MAPキナーゼ)ファミリーは細胞内情報伝達において中心的役割を果たす酵素である。Extracellular-signal regulated kinase (ERK)は増殖因子刺激で活性化され細胞増殖・分化を、p38MAPキナーゼ(p38)・c-Jun N-terminal kinase (JNK)は浸透圧や紫外線などのストレス、サイトカイン刺激でストレス応答・細胞増殖抑制・アポトーシスを媒介する。腎発生、特にネフロン形成過程において広汎な細胞増殖、アポトーシスが生じることからMAPキナーゼの関与が推測される。私達はラット腎発生過程においてMAPキナーゼの発現が、時間的・空間的な調節を受けていることを報告した。特にERK、p38は胎児腎で著明に発現し、腎発生分化の初期過程に関与している可能性が示唆された(Kidney Int. 2001)。今回、ERK、p38の腎発生における機能的意義を器官培養を用い検討した。【方法】胎生15日ラット腎をERK活性化酵素MEK阻害剤PD98059(PD)300μM、U0126(U)10μM、p38阻害剤SB203580(SB)30μM存在下で4日間器官培養した。腎の成長を腎サイズ測定、尿管芽の成長をD.biflorus lectinの蛍光染色、内部構造をパラフィン切片のHE染色、細胞増殖を抗Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA)抗体による免疫組織染色と[H^3]チミジン取り込み、アポトーシスをTUNEL染色・抗ssDNA抗体による免疫組織染色・DNAラダーの検出、間葉細胞の分化を抗Wilms'Tumor-1抗体による免疫組織染色でそれぞれ評価した(n=9)。【結果】腎の成長:PD、Uでは対照と有意差を認めず、SBでは有意に抑制された。尿管芽染色:分枝数には4群間で差を認めず、管腔の狭小化をPD・Uで、軽度の拡大をSBで認めた。HE染色:対照とPDでcomma-、S-shapedbodyを認めたが、SBではネフロン様細胞塊のみ認めた。細胞増殖:PDとUでは対照と有意差無く、SBで有意な増殖抑制を認めた。アポトーシス:PDとUで軽度、SBで著明にアポトーシスの増加を認めた。間葉細胞の分化:PDでは対照と有意差なく、SBでは分化は抑制された。【総括】本研究からERKとp38が腎発生初期過程に必要であり、ERKは尿管芽の成長と糸球体形成に、p38は腎サイズの成長と糸球体形成に関与することが示唆された。