レニン遺伝子はいかにして血圧の変化を感知するのか？：新規エンハンサー機能の解明

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前年度の培養細胞を用いた詳細な解析結果から、レニン遺伝子の高血圧応答性候補領域を2箇所にまで絞り込んだ（レニン遺伝子転写開始点上流約20-kbと5-kbに位置する領域）。そこで、本年度は、これら候補領域をそれぞれ欠失した内在遺伝子座をCRISPR/Cas9ゲノム編集法により作成した。このうち、上流5-kbに位置する領域を欠失したマウスでは、正常血圧状態において、レニン遺伝子の発現量が低下していたことから、同領域はエンハンサーであることが明らかとなった（以降-5Eと呼ぶ）。さらに、同欠失型遺伝子座を、当研究室で以前に作成された高血圧モデルマウス、及び正常血圧マウスに遺伝学的に導入し、発現解析を行った。その結果、-5Eを欠失した遺伝子座では、高血圧応答性が消失していた。以上の結果から、-5E領域がレニン遺伝子の高血圧応答性において、中心的役割を果たすエンハンサーであることが明らかとなった。次に、同領域に作用するシグナルについて解析を進めた。高血圧応答性に関わる経路として、「血管壁への圧負荷」と「昇圧ペプチド（アンジオテンシンII；AII）シグナル」が予想された。そこで、これら経路の作用を区別するために、血管拡張剤（圧負荷の解除）、またはAII受容体の阻害剤（圧負荷およびAIIシグナルの解除）を高血圧マウスに投与し、内在レニン遺伝子の発現量を定量した。その結果、AII受容体の阻害剤を投与した場合にのみ、発現量が正常血圧レベルにまで回復した（野生型内在遺伝子座）。一方で、-5Eを欠失した場合には、十分な発現量の回復がみられなかった。以上の結果から、AIIシグナルが-5Eのエンハンサー活性を減弱させることで、レニン遺伝子の発現量を低下させる機構を明らかとした。本研究結果は、Molecular and Cellular Biology誌にて発表された。