(重点) · 发现调节体内精确蛋白质生产的酵素「CDKAL1」具有维持肾脏健康的新功能。 · 该酵素功能减弱时,肾脏的「过滤功能」会受损。 · 有助于对肾脏病原因产生新理解,并对未来治疗方法的开发寄予厚望。 (概要说明) 熊本大学生命科学研究部(隶属于国立大学法人熊本大学)的富泽一仁教授、永芳友特任讲师、永田裕子大学生(当时)及中条岳志副教授等研究团队,阐明了tRNA化学修饰酵素「CDKAL1」功能低下会导致肾脏功能恶化的机制。我们的身体会根据遗传消息制造蛋白质。在此过程中,「tRNA」¹分子以及通过化学修饰²调整tRNA功能的酵素「CDKAL1」扮演着重要角色。本研究发现,若CDKAL1的功能丧失,肾脏中的「足细胞」³会无法正确制造蛋白质。此外,研究表明,由于蛋白质未能正确制造,肾脏的过滤功能受到损害,进而导致肾功能下降。这项发现对于理解肾脏病的新原因具有重要意义。本研究成果预计于日本时间2026年3月28日(周六)刊登于欧洲学术期刊「The EMBO Journal」。本研究是在日本学术振兴会科学研究费补助金等支持下进行的。 (说明) [背景] 肾脏是过滤血液中废物质并以尿液排出体外的器官。「足细胞」是这个「过滤系统」的关键组成部分。同时,人体每天都在合成大量的蛋白质。在这个过程中,「tRNA」(图1)分子充当氨基酸的「搬运工」,协助按照蓝图将它们连接起来。tRNA在接受特定酵素的化学修饰³后能正常运作。已知化学修饰机制的干扰可能导致疾病。特别是,酵素「CDKAL1」的基因突变与糖尿病和肾脏病有关,但尚不清楚这些肾脏病是由糖尿病引起,还是独立发展,其发病机制也未被充分理解。 [研究内容与成果] 本研究发现,当CDKAL1酵素失去功能时,负责肾脏过滤功能的足细胞在将赖氨酸这种氨基酸正确组装到蛋白质(翻译)中的能力会下降。因此,富含赖氨酸的重要蛋白质(尤其是CD2AP)无法充分产生,导致足细胞的移动能力和过滤功能受损。此外,在缺乏CDKAL1的小鼠中,独立于糖尿病,肾脏功能的下降得到确认。在缺乏CDKAL1的细胞中补充CD2AP后,细胞功能得到显著恢复。这些结果清晰地阐明了一个新机制:CDKAL1异常导致「特定蛋白质合成减少」,进而引起足细胞功能障碍并加剧肾脏功能(图2)。 [展望] 这项研究提供了一个新视角,即蛋白质合成机制的异常可能导致肾功能下降。未来有望促进对CDKAL1突变者的早期识别,并为预测和预防肾脏病发生和进展的措施做出贡献。它也为开发恢复受损赖氨酸翻译的治疗方法或维持/增强足细胞功能的创新药物发现策略打开了道路。未来将验证该机制是否在人类中与疾病模型小鼠中类似运作,以推动其在更实用的诊断和治疗方法上的应用。 [词汇解释] ※1. tRNA(转运RNA) :人体内,蛋白质是根据DNA的蓝图制造的。在此过程中,tRNA充当「氨基酸搬运工」,协助按照蓝图上的顺序将氨基酸连接起来。此机制确保身体所需的蛋白质能被准确制造。 ※2. 化学修饰 :通过对tRNA进行化学改变(修饰)来调整其功能的机制。这些修饰使蛋白质能够更准确、更有效地合成。如果修饰不当,可能导致蛋白质合成错误或效率降低,进而可能引发各种疾病。 ※3. 足细胞 :构成肾脏「肾小球」过滤单元的一部分细胞。它在血液过滤器最前线工作。足细胞像章鱼脚一样伸展包裹血管,在将小分子作为尿液排出,同时将必需蛋白质保留在体内方面扮演着关键角色。这些细胞受损可能导致尿液中出现蛋白质以及肾功能下降。 (论文信息) 论文标题:CDKAL1 dysfunction impairs lysine codon translation in podocytes and accelerates chronic kidney disease 作者:永田裕子¹、永芳友¹、中条岳志¹、金子瞳¹、西口栞世¹、柿添丰¹、井岛广子¹、榊田光伦¹、增田豪²、大槻纯男²、魏范研³、高桥雪枝¹、福田孝一¹、阵内秀昭4、足立优树¹、山村辽介¹、松下昂树¹、安达政隆¹、横井秀基¹、中村公俊¹、仲里仁史1、富泽一仁1 (¹熊本大学大学院生命科学研究部(医学系)、²熊本大学大学院生命科学研究部(药学系)、³东北大学老化医学研究所、4阵内医院) 刊载杂志:The EMBO Journal doi: 10.1038/s44318-026-00759-3 URL: https://link.springer.com/article/10.1038/s44318-026-00759-3 【联系信息】 <关于研究> 熊本大学大学院生命科学研究部 负责人:教授 富泽一仁 电话:096-373-5051 e-mail:tomikt@kumamoto-u.ac.jp <关于媒体报导> 熊本大学总务部总务课公关策略室 电话:096-