新規核タンパク質HEXIM1によるグルココルチコイドレセブター機能制御機構の解明

• Project/Area Number: 05J10796
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Endocrinology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 清水 宣明 The University of Tokyo, 医科学研究所, 特別研究員(PD) (30396890)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: transcription / glucocorticoid receptor / glucocorticoid resistance / hexamethylene bisacetamide / glucocorticoid / nuclear receptor / steroid hormone / tissue-specificity / 核内低分子RNA / 転写制御 / RNA結合タンパク質 / 転写共役因子

Research Abstract

グルココルチコイドの生理学的・薬理学的作用には組織特異的な遺伝子発現変化が重要な役割を果たしている。このグルココルチコイド応答性遺伝子発現は、核内レセプタースーパーファミリーに属するグルココルチコイドレセプター(GR)によって調節されている。しかしながら、特に内在性遺伝子の調節に関して、非常に複雑で精緻なグルココルチコイド作用の基盤となる分子機構の詳細は解明されていない。そこで本研究では、腎臓由来の293細胞ではコルチコステロイドに応答してmRNA発現が上昇するが、肝臓由来のHepG2細胞では応答しない遺伝子であるatplalおよびscnnlaを用いて、組織特異的なグルココルチコイド応答性遺伝子発現の制御機構について解析した。
核タンパク質HEXIM1は少なくとも二種類の独立した機構によって遺伝子発現を抑制する。すなわち、positive transcription elongation factor b(P-TEFb)の抑制を介する機構と、GRの抑制を介する機構である。HEXIM1の発現量は肝臓やHepG2細胞において。腎臓や293細胞よりも大きいため、組織特異的なGR標的遺伝子発現調節におけるHEXIM1の役割を解析した。HepG2細胞におけるatplalとscnnlaのホルモン応答の欠如はGRの強制発現によって回避された。またこのときHEXIMIを共に強制発現させると応答が再び抑制された。従って、GRとHEXIM1の発現量のバランスがこれら遺伝子のホルモン応答性に関与していることが示された。実際、HepG2細胞のHEXIM1をノックダウンすると、atplalとacnnlaはホルモンに応答してmRNA発現が上昇した。さらに、HEXIM1はatplalとscnnlaのプロモーターへのGRリクルートメントを阻害することを示した。この阻害にはHEXIMlのP-TEFb抑制機能よりもGRとの相互作用機能が重要な役割を果たしている。
以上より、HEXIM1は、少なくともatplalとscnnlaについて、組織・遺伝子特異的なグルココルチコイド応答性をGRとの直接相互作用を介して制御することが示された。

Research Products

• [Journal Article] Role of the Hinge Region of Glucocorticoid Receptor for HEXIMI-mediated Transcriptional Repression (2008)
  • Author(s): Yoshikawa N
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. (掲載確定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intramolecular control of protein stability, subnuclear compartmentalization, and coactivator function of PGC-1 α (2007)
  • Author(s): Sano M
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 282 Pages: 25970-25980
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Menage-a-trois 1 is critical for the transcriptional function of PPARgamma coactivator 1 (2007)
  • Author(s): Motoaki Sano
  • Journal Title: Cell Metab. 5・2 Pages: 129-142
• [Journal Article] HEXIM1 forms a transcriptionally abortive complex with glucocorticoid receptor without involving 7SK RNA and positive transcription elongation factor b (2005)
  • Author(s): Noriaki Shimizu
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA 102・24 Pages: 8555-8560
• [Presentation] Regulation of glucocorticoid-responsive gene expression by HEXIM1 (2007)
  • Author(s): Shimizu N
  • Organizer: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting 2007(Mechanisms of Eukaryotic Transcription)
  • Place of Presentation: 米国・ニューヨーク
  • Year and Date: 2007-08-31