低リン血症性くる病骨軟化症発症機序、PHEX・DMP１・FGF23連関の解明

エンドペプチダーゼであるPHEXと機能不明な酸性分泌蛋白質であるDMP-Iの変異に起因して発症する遺伝性疾患は、それぞれX染色体優性低リン血症性くる病・骨軟化症と常染色体劣性低リン血症性くる病・骨軟化症として知られている。これら２つの遺伝性疾患は、原因遺伝子は異なるものの、いずれの場合も骨細胞からのFGF23の分泌亢進が疾患発症の直接的な原因となるため、PHEX-DMP-I連関の破綻によるFGF23の分泌・亢進機構の存在が考えられている。令和4年度は、申請者が本研究課題への予備的知見として見出しているPHEX 発現に依存したDMP-Iの発現減少がPHEXに依存したDMP-Iの切断であるか否かに関して、培養細胞での発現系を用いた解析を行った。その結果、DMP-Iの164 番目のグルタミン酸をアラニンに置換したDMP-I E164Aを野生型PHEXと共発現させた場合、野生型DMP-Iと野生型PHEXを共発現させた場合に認められる70-kDaのDMP-Iフラグメントが消失することが明らかになった。この70-kDaのDMP-Iフラグメントは、野生型DMP-Iと不活性型PHEXを共発現させた場合も消失する。さらに、DMP-Iの163番目のセリンと164番目のグルタミン酸が連続した配列は、合成ペプチドを用いた際のPHEXの切断配列と一致することから、DMP-Iの163番目のセリンと164番目のグルタミン酸の間をPHEXが切断するものと考えられる。

エンドペプチダーゼであるPHEXと機能不明な酸性分泌蛋白質であるDMP-Iの変異に起因して発症する遺伝性疾患は、それぞれX染色体優性低リン血症性くる病・骨軟化症と常染色体劣性低リン血症性くる病・骨軟化症として知られている。これら２つの遺伝性疾患は、原因遺伝子は異なるものの、いずれの場合も骨細胞からのFGF23の分泌亢進が疾患発症の直接的な原因となるため、PHEX-DMP-I連関の破綻によるFGF23の分泌・亢進機構の存在が考えられている。令和4年度は、申請者が本研究課題への予備的知見として見出しているPHEX 発現に依存したDMP-Iの発現減少がPHEXに依存したDMP-Iの切断であるか否かに関して、培養細胞での発現系を用いた解析を行った。その結果、DMP-Iの164 番目のグルタミン酸をアラニンに置換したDMP-I E164Aを野生型PHEXと共発現させた場合、野生型DMP-Iと野生型PHEXを共発現させた場合に認められる70-kDaのDMP-Iフラグメントが消失することが明らかになった。この70-kDaのDMP-Iフラグメントは、野生型DMP-Iと不活性型PHEXを共発現させた場合も消失する。さらに、DMP-Iの163番目のセリンと164番目のグルタミン酸が連続した配列は、合成ペプチドを用いた際のPHEXの切断配列と一致することから、DMP-Iの163番目のセリンと164番目のグルタミン酸の間をPHEXが切断するものと考えられる。