グリセルアルデヒド由来ピリジニウムがRAGEとの相互作用を介して腎尿細管細胞の損傷を誘発することを明らかにした

Glyceraldehyde-Derived Pyridinium Evokes Renal Tubular Cell Damage via RAGE Interaction.

• Ami Sotokawauchi
• Nobutaka Nakamura
• Takanori Matsui
• Yuichiro Higashimoto
• Sho-Ichi Yamagishi

抄録

糖尿病の近位尿細管障害には、グリセルアルデヒド由来の高度な糖化最終生成物（グリセルAGE）が関与している。しかし、どのようなグリセルAGE構造が尿細管細胞障害を引き起こすのかは不明である。我々はまず、グリセルアルデヒド由来ピリジニウム（GLAP）と結合可能なDNA-アプタマー（GLAP-アプタマー）によって、近位尿細管細胞における活性酸素種（ROS）発生に対するグリセルAGEの欠失作用が遮断されるかどうかを調べ、GLAPが近位尿細管細胞障害を引き起こすかどうか、またどのようにして起こるのかを調べた。GLAP-aptamerおよびAGE-aptamerは、指数関数的濃縮によるリガンドの系統的進化を用いて調製した。GLAP-aptamerのグリサーAGEに対する結合親和性は、バイオ層干渉法を用いて測定した。活性酸素の発生は蛍光プローブを用いて評価した。遺伝子発現は逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（RT-PCR）により解析した。GLAP-aptamerはグリサーAGEと解離定数7.7×10Mで結合していた。GLAP-アプタマー、グリセルAGE-アプタマー、またはグリセルAGEの受容体（RAGE）に対して指示された抗体は、管状細胞における活性酸素生成、MCP-1、PAI-1、またはRAGE遺伝子発現におけるグリセルAGE-またはGLAP誘発の増加を完全に防止した。以上の結果から、GLAPは構造的に異なるグリサーAGEの一つであり、グリサーAGEを受けた尿細管細胞において酸化ストレスや炎症反応を媒介している可能性が示唆された。GLAP-アプタマーによるGLAP-RAGEの相互作用の遮断は、糖尿病性腎症における近位尿細管症の治療標的となる可能性がある。

Glyceraldehyde-derived advanced glycation end products (glycer-AGEs) contribute to proximal tubulopathy in diabetes. However, what glycer-AGE structure could evoke tubular cell damage remains unknown. We first examined if deleterious effects of glycer-AGEs on reactive oxygen species (ROS) generation in proximal tubular cells were blocked by DNA-aptamer that could bind to glyceraldehyde-derived pyridinium (GLAP) (GLAP-aptamer), and then investigated whether and how GLAP caused proximal tubular cell injury. GLAP-aptamer and AGE-aptamer raised against glycer-AGEs were prepared using a systemic evolution of ligands by exponential enrichment. The binding affinity of GLAP-aptamer to glycer-AGEs was measured with a bio-layer interferometry. ROS generation was evaluated using fluorescent probes. Gene expression was analyzed by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). GLAP-aptamer bound to glycer-AGEs with a dissociation constant of 7.7 × 10 M. GLAP-aptamer, glycer-AGE-aptamer, or antibodies directed against receptor for glycer-AGEs (RAGE) completely prevented glycer-AGE- or GLAP-induced increase in ROS generation, MCP-1, PAI-1, or RAGE gene expression in tubular cells. Our present results suggest that GLAP is one of the structurally distinct glycer-AGEs, which may mediate oxidative stress and inflammatory reactions in glycer-AGE-exposed tubular cells. Blockade of the interaction of GLAP-RAGE by GLAP-aptamer may be a therapeutic target for proximal tubulopathy in diabetic nephropathy.