自然発症高血圧ラットにおける腎AT受容体の一次欠損の同定

Identification of a Primary Renal AT Receptor Defect in Spontaneously Hypertensive Rats.

• Brandon A Kemp
• Nancy L Howell
• John J Gildea
• Susanna R Keller
• Robert M Carey

抄録

ラショナル:

これまでの研究では，自然発症高血圧ラット（SHR）の腎近位尿細管細胞におけるAng III（アンジオテンシンIII [des-aspartyl-angiotensin II]）誘発ATR（Ang type-2受容体）介在性自然尿化の異常が確認されている．

RATIONALE: Previous studies identified a defect in Ang III (angiotensin III [des-aspartyl-angiotensin II])-elicited ATR (Ang type-2 receptor)-mediated natriuresis in renal proximal tubule cells of spontaneously hypertensive rats (SHR).

目的:

本研究は、高血圧症前のSHR腎において、選択的ATRアゴニストである化合物-21（C-21）を用いて、ATRシグナル伝達障害および腎ナトリウム（Na）保持障害の原因となる受容体またはポスト受容体の欠陥を同定することを目的としている。

OBJECTIVE: This study aimed to delineate in prehypertensive SHR kidneys the receptor or postreceptor defect causing impaired ATR signaling and renal sodium (Na) retention by utilizing the selective ATR agonist compound-21 (C-21).

方法と結果:

雌性4週齢のWistar KyotoおよびSHRラットを、24時間の全身的ATR（Ang II type-1受容体）遮断後に試験した。左腎臓にはビヒクルを30分間腎間質注入した後、C-21（20, 40, 60 ng/[kg-min]、各用量30分）を投与した。右腎臓はビヒクル輸液を受けた。Wistar Kyotoでは、C-21の用量依存的に尿中Na排泄量が0.023±0.01から0.064±0.02、0.087±0.01、0.089±0.01μmol/min（それぞれ0.008、<0.0001、<0.0001）まで増加し、腎では尿中Na排泄量が0.023±0.01から0.064±0.02、0.087±0.01、0.089±0.01μmol/min（それぞれ0.008、<0.0001、<0.0001）まで増加した。0001、それぞれ）およびATR下流シグナル伝達分子cGMP（環状グアノシン3',5'一リン酸）の腎間質液レベルを0.91±0.3から3.1±1.0、5.9±1.2および5.3±0.5fmol/mL（＝有意でない、<0.0001、および<0.0001、それぞれ）まで上昇させた。一方、C-21はSHRにおいて尿中Na排泄や腎間質cGMPを増加させなかった。平均動脈圧はSHRでわずかに上昇したが、正常血圧の範囲内であり、C-21の影響を受けなかった。Wistar Kyotoでは、C-21は腎近位尿細管細胞のapical plasma membraneへのATR転座、NHE-3 (Na-hydrogen exchanger-3)とNa/KATPase (Na-potassium-atpase)の内在化/不活性化、およびATR-cGMP下流のシグナル伝達分子Src (Src family kinase)、ERK (extracellular signal-related kinase)、およびVASP (vasodilator-stimulated phosphoprotein)のリン酸化を誘導したが、SHRでは誘導しなかった。cGMPがSHRのナトリウム利尿障害をバイパスできるかどうかをテストするために、8-ブロモ-cGMPを注入した。これにより、ナトリウレシス、Naトランスポーターの内部化/不活性化、およびSrcとVASPのリン酸化は回復したが、apical plasma membrane ATRのリクルートは回復しなかった。対照的に、8-ブロモ-cAMP投与は、SHRにおけるナトリウレシスおよびATRリクルートに影響を与えなかった。

METHODS AND RESULTS: Female 4-week-old Wistar Kyoto and SHR rats were studied after 24-hour systemic ATR (Ang II type-1 receptor) blockade. Left kidneys received 30-minute renal interstitial infusions of vehicle followed by C-21 (20, 40, and 60 ng/[kg·min], each dose 30 minutes). Right kidneys received vehicle infusions. In Wistar Kyoto, C-21 dose-dependently increased urine Na excretion from 0.023±0.01 to 0.064±0.02, 0.087±0.01, and 0.089±0.01 µmol/min (=0.008, <0.0001, and <0.0001, respectively) and renal interstitial fluid levels of ATR downstream signaling molecule cGMP (cyclic guanosine 3',5' monophosphate) from 0.91±0.3 to 3.1±1.0, 5.9±1.2 and 5.3±0.5 fmol/mL (=nonsignificant, <0.0001, and <0.0001, respectively). In contrast, C-21 did not increase urine Na excretion or renal interstitial cGMP in SHR. Mean arterial pressure was slightly higher in SHR but within the normotensive range and unaffected by C-21. In Wistar Kyoto, but not SHR, C-21 induced ATR translocation to apical plasma membranes of renal proximal tubule cells, internalization/inactivation of NHE-3 (sodium-hydrogen exchanger-3) and Na/KATPase (sodium-potassium-atpase) and phosphorylation of ATR-cGMP downstream signaling molecules Src (Src family kinase), ERK (extracellular signal-related kinase), and VASP (vasodilator-stimulated phosphoprotein). To test whether cGMP could bypass the natriuretic defect in SHR, we infused 8-bromo-cGMP. This restored natriuresis, Na transporter internalization/inactivation, and Src and VASP phosphorylation, but not apical plasma membrane ATR recruitment. In contrast, 8-bromo-cAMP administration had no effect on natriuresis or ATR recruitment in SHR.

結論:

本研究では、高血圧症の発症に寄与する可能性のあるSHRにおける腎近位尿細管細胞ATR自然利尿障害を明らかにした。この欠損は外因性の腎内cGMPによって消失するため、腎内cGMP経路は高血圧治療のための実行可能なターゲットとなる可能性がある。視覚的な概要。オンラインでの視覚的な概要は、この論文で利用可能である。

CONCLUSIONS: The results demonstrate a primary renal proximal tubule cell ATR natriuretic defect in SHR that may contribute to the development of hypertension. Since the defect is abrogated by exogenous intrarenal cGMP, the renal cGMP pathway may represent a viable target for the treatment of hypertension. Visual Overview: An online visual overview is available for this article.